NINS 20131217 ビッグデータと仮説形成澤博名古屋大学工学研究科応用物理  結晶構造データベース：物質をリスト化する  物質の登録数は7千万件以上、1万4千件/日ずつ増加 ⇒ 全自動構造解析システム…装置とソフトの開発  結晶構造以外の物性データも膨大に  電子状態の第一原理計算  スパコンの重要課題の一つ ⇒ 測定データ量が膨大になったらどうなるか？  長い歴史の中でのデータベースの洗練化情報の形式の統一化 ⇒ “.cif” 形式  新しい情報を追加の容易さ  データを扱うことによる学術上のメリット   データの扱い方は個人に依存する  特許関係の扱いで全てが公開ではない  膨大なデータをどのように扱うか？   ゲノムと生物の多様性との関係？データに含まれる情報と含まれない情報    例えば現代のスマートフォンが100年前に送れたとしたら、その原理を解明できるか？ハードウェアの解明だけでなくソフトウェアの役割までを明らかにしないとその装置の役割が不明では？ (実際に使用されている状況観測が必要!?) …ゲノム解析は生命現象の理解の方向として正しい？  「物理学」と「化学」のアプローチの相異  観測手法と精度の向上によって得られたもの   測定データに含まれている情報を引き出すには？データが膨大でその精度が上がった時「物性物理学」の目指すべき方向は？放射光X線回折における超精密解析の例結晶構造因子と回折強度の関係 I (K ) ∝ F (K ) 2 i ( K ⋅r ) e dr (r) ρ ⋅ ∫ F(K ) = unit cell 結晶構造因子と電子密度の関係 ρ (r ) = 1 V − 2πi ( K ⋅r ) F ( K ) e ∑ K もし無限のフーリエ係数が観測できるなら結晶内の完全な電子密度が再構成できる 6 KEK PF 2.5GeV SPring-8 8GeV BL02B1 BL-8A/B d=1Å d=2Å 利用できる波長は加速電圧に大きく左右される Crystal θ X-ray Angle limit of Bragg λ/2sinθ>d 観測可能な反射数 Siの場合、2θ<70° λ＝0.68Å(PF) ～ 2671 λ＝0.35Å(SP8) ～ 18907 50～200µm SPD @BL1B, PF 波長 : 0.68Å ～200µm BL02B1, SPring-8 70×35×15μm3 波長 : 0.44Å ～ 90 Mbyte / Frame ～ 10 Gbyte / set 放射光X線回折による精密解析化学構造式結晶構造解析構造モデル近似分子の持つ電子密度(マキシマムエントロピー法) 分子の結合電子の情報は実験データから再構築可能に！見えなかったものを観てその本質を捉えられるようになってきた！ 0.8 e/A3  明らかにしたい電子の自由度！ ⇒ 原子の持つ電子の軌道状態共有結合電子の状態  結合していない電子の状態  自由度を持つ電子の振る舞い！(半導体、磁性)  特殊な状態の電子の振る舞い(超伝導…)   原子、分子間の相互作用が織りなす物性電子の空間、時間、波数、エネルギーの情報を明らかにすることで物質の性質を明らかに物性物理学：物質の性質を明らかにする  見えない現象は計算科学で補う ex. スパコンによる第一原理計算計算で物質の電子状態を予測!? ⇔ 自然現象を明らかに出来ているのか？実験データの精度と解析手法は日進月歩！生物をも物理の立場から明らかに出来る日を夢見て… “自然”というビッグデータに立ち向かう物理学者！