物質の性質の基本原理にもとづくミクロなレベルからの理解
さまざまな性質をしめす物質も、その構造の内部に入り 原子レベルまで分け入って考えると量子力学という普遍 的な物理法則によって支配されている。単純な物理法則 から多様な現象が生じる鍵は1023個という天文学的な 数の基本粒子がお互いに相互作用をしていることにあ る。物性理論の研究者は各人のアイディアに導かれて、理 論的枠組みやモデルを構成し、その性質を研究すること によってこれまで未知と考えられてきた現象の理解と新 しい現象の予言が可能となることを目指している。理論 研究を遂行するに当たっては、数理物理学や場の量子論 などの解析的手法や、密度汎関数理論に基づく第一原理 計算や量子モンテカルロシミュレーションなどの計算物 理的手法などが駆使されている。
Microscopic understanding of the nature of matter from the fundamental laws of physics
The microscopic basis for understanding the diversity of properties of matter is the law of quantum mechanics, which is the fundamental law of physics governing the motion of electrons and nuclei. The key aspect producing the remarkable complexity from this simple law of physics is the effect of the interaction among an astronomical number of particles on the order of 1023. To understand novel phenomena, a condensedmatter theorist formulates a theoretical model for an interacting many-body system that captures the essential physics of the problem. To conduct a theoretical study on such a model, various approaches developed in theoretical physics are employed: the analytic methods of mathematical physics, field-theoretic methods, and numerical methods including first-principles calculations based on density functional theory and quantum Monte Carlo simulations.
Al薄膜と低速入射イオンの摩擦係数の第一原理計算は殻構造を反映した振動を
含めて実験をよく再現する．First-principles calculations of the friction coefficient between a thin aluminum film and low-energy incident ions reproduce experimental results very well, including the oscillatory behavior reflecting the ionic shell structures.
1次元ボース凝縮体のY字型接合における負の密度の反射．Negative density reflection in Y-junction of one-dimensional Bose condensates.
環境と結合した量子二重井戸系のモンテカルロ法による相図．Phase diagram of quantum dissipative double-well systems obtained by Monte Carlo calculation.
白金電極上の水の構造と分布関数：第一原理分子動力学計算．
Structure and distribution function of water on a Pt electrode ---
first-principles molecular dynamics simulation.
相互作用する非調和振動子の相転移
原点での振動子の占有率ｎ0の温度（T/t)
ポテンシャルエネルギー（ε/t）依存性．Phase transition of interacting anharmonic oscillators. Temperature (T/t) and potential energy (ε/t) dependences of the occupation (n0) of the oscillator.
磁場φの下における2次元六角格子上の電子のエネルギーEと
量子ホール係数σxy．Energy spectrum and the Hall conductance of electrons on a honeycomb lattice under a magnetic field.
時間依存密度行列繰り込み群を用いて計算した量子ドットを介して流れる非平
衡定常状態の電流．Current through a quantum dot calculated by the time-dependent density matrix renormalization group method.