歴代受賞者一覧

受賞者紹介

伊藤　公孝(いとう・きみたか）
昭和27年2月7日生まれ
文部省核融合科学研究所　教授

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伊藤　早苗(いとう・さなえ）
昭和27年2月13日生まれ
九州大学応用力学研究所　教授

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贈賞の理由

高温プラズマの電磁乱流の非線形理論

プラズマは、自然界にある物質の普遍的な状態の一つであり、実験室から天体・宇宙まで極めて多彩な構造を形成する。磁場によって閉じ込められたトロイダル・プラズマは、熱平衡から遠く離れた「乱流状態」にあり、異常な（容易に説明できない）輸送現象が観測されている。高温プラズマの乱流や輸送現象の解明は、核融合を目指す研究の中心的課題であるばかりではなく、非平衡系における構造形成の物理学の典型的な問題でもある。

伊藤公孝・伊藤早苗両教授は、トロイダル・プラズマの内部構造やその輸送現象を決める機構について研究を進めた。プラズマ中に出現する種々の不安定性に対する従来の見方では、平衡に近い状態から揺らぎが線形不安定性によって発達し飽和するものとされていた。これに対して両教授は、非平衡状態における乱流間の非線形効果そのものがプラズマの構造形成の主因であると考え、高温プラズマの電磁乱流に関する斬新な非線形理論を創始し、乱流自体がその動的構造の自己形成・維持を行なう機構を解明した。

プラズマ表面からの熱と粒子の損失が突如減り、プラズマのエネルギーが上昇する現象がある。プラズマ閉じ込めに関連した重要な現象でＬＨ遷移とよばれる（遷移する前（後）の状態をＬ（Ｈ）モードとよぶ）。両教授は新理論に基づいて、「Ｈモードは、プラズマ表面付近の電場が正または負に強く分岐し、プラズマ閉じ込め特性が向上した状態である」とする画期的な提案を行った。この描像は、両教授によって遷移のヒステリシス特性を含めたものに深化されるとともに、実験で検証され、今日世界的研究の潮流となっている。

両教授は、また、自己維持型の非線形プラズマ乱流の考え方を、従来全く解明されていなかったＬモードにおける異常輸送現象に適用し、多くの成果を挙げている。さらに、プラズマの電磁性に着目し、ＬＨ遷移とは異なる、磁性揺らぎの強い乱流状態への乱流−乱流遷移（電磁性分岐）を理論的に予言した。

以上の両教授による理論的研究の成果は、閉じ込め改良の原理的研究として、核融合炉の実現に向けた研究に大きなインパクトを与えている。同時に、高温プラズマに関して明らかにされた乱流間遷移の機構は、種々の非平衡系に共通する非線形動力学特性の一つと考えられ、非平衡系の物理学における重要な成果としても高く評価される。

※所属名および役職は、受賞時のものです。