長谷川明

長谷川明
長谷川晃
生まれる（1934年6月17日）1934年6月17日
東京、日本
死亡2025年6月22日（2025年6月22日）（91歳）
教育大阪大学（BE、ME）、カリフォルニア大学バークレー校（Ph.D.）、名古屋大学（Sc.D.）
知られている
受賞歴
科学者としてのキャリア
フィールドプラズマ物理学、光ソリトン
機関ベル研究所大阪大学名古屋大学コロンビア大学エコール・ポリテクニック連邦ローザンヌ校
論文シート電流モデルを用いたプラズマコンピュータシミュレーション （1964）
博士課程の指導教員チャールズ・K・バードサル

長谷川明（はせがわ あきら、 1934年6月17日- 2025年6月22日）は、アメリカ合衆国と日本で活躍した日本の理論物理学者、技術者である。彼は、プラズマの基本的な乱流と、その結果生じるプラズマの拡散を制御する帯状流の発生を記述する長谷川・三間方程式[1]の導出で知られている。また、長谷川はガラス光ファイバーにおける光ソリトン[ 2 ]を発見した。これは高速光通信に不可欠な概念である。

長谷川は、1973 年に初めて光ソリトンの存在を示唆した。1974 年に彼は ( Liu Chenと) プラズマが運動アルヴェン波で加熱できることを示した。[ 3 ]長谷川と Chen は、アルヴェン波加熱の微視的過程を説明するために運動アルヴェン波の概念を導入した。[ 4 ]長谷川は 1977 年にトカマクプラズマの乱流を記述する長谷川–三間方程式を導入し、その後 1980 年代に (若谷正弘と) これをさらに発展させて長谷川–若谷方程式を得た。[ 5 ]この方程式は、乱流エネルギースペクトル (つまり、短波長から長波長へ) の逆カスケードと、放射状の乱流拡散を制御できる帯状流(トカマク内の方位角方向) を予測した。[ 6 ]若谷とともにプラズマ中の自己組織化乱流に関する論文を執筆した。[ 7 ]

長谷川らは、地球の磁場に似た双極子磁石でプラズマを捕捉し、太陽風による乱流でトラップを安定化させるという提案を行った。この提案は、東京大学で吉田善照教授が行った最初の双極子プラズマ実験[ 8 ]で実現された。2010年には、マサチューセッツ工科大学でも浮遊双極子を用いたプラズマ実験装置が建設された[ 9 ]。

私生活と見解

長谷川は1934年6月17日、東京都で生まれました。[ 10 ]大阪大学工学部通信工学科を卒業し、フルブライト奨学生としてカリフォルニア大学バークレー校に留学し、チャールズ・K・バードサル教授の指導の下、1964年に博士号を取得しました。博士論文のタイトルは「シート電流モデルを用いたプラズマコンピュータシミュレーション」でした。

その後、ベル研究所で6ヶ月間ポスドク研究員として勤務し、ソロモン・J・バックスバウムと共に研究を行った。長谷川は1964年から1968年まで大阪大学工学部助教授を務めた。この間、名古屋大学プラズマ研究所の客員教授を務め、同大学物理学科より理学博士号を取得した。

長谷川は1968年にベル研究所に戻り、1991年まで著名な技術スタッフとして在籍した。ベル研究所在籍中の1971年からはコロンビア大学応用物理学科の非常勤教授も務めた。1980年にはローザンヌ連邦工科大学の特別客員教授、大阪大学レーザーエネルギー研究所の客員教授を務めた。 1990年にはアメリカ物理学会プラズマ物理部会長に選出され、重水素・三重水素核融合の望ましくない結果を避けるため先進燃料に基づく核融合研究の重要性を会長に報告した。1991年、ベル研究所を辞職し大阪大学工学部に異動。1998年に退職。

長谷川は、250本を超える科学論文と数冊の教科書に加え、大徳寺の師である小堀南嶺宗伯師から学んだ日本文化と禅文化に関する著書を多数出版しました。大阪大学退職後、神戸女子大学創立者・要幸吉氏の依頼を受け、同大学で講師として「日本女性の幸福」という講座を担当しました。また、姫路獨協大学と高知工科大学でも教授を務め、 NTTジャパンとBTGインターナショナルの特別顧問も務めました。

長谷川明は、幼い頃に離婚した日本人の両親のもとに生まれました。彼は主に、奈良女子大学理数科を卒業した母親、高田薫に育てられました。彼の数学への興味を育む上で、母親の影響が強く見られました。長谷川は長坂中学校時代に野球部に所属し、伊丹高校では理科部に所属していました。大阪大学在学中は、友人と結成したデキシーランドジャズバンドでトロンボーンも担当していました。彼は奨学金の全額を使い、ビックス・バイダーベックからマイルス・デイビスに至るまで、膨大なジャズのレコードコレクションを購入しました。

1961年3月、アメリカに移住する前に、長谷川は美代子と結婚しました。二人の間には、智弘と篤の二人の息子と、明子の娘がいます。長谷川はテニスをしていましたが、特にゴルフを楽しみました。明は京都東ロータリークラブの会員であり、歴史、金融、文化など、科学以外の様々なテーマで著書を出版していました。彼は、日本は紀元前約1万年前の 縄文時代に、独特の母系社会文化の上に築かれた国だと信じていました。

長谷川は、膨大な学術論文出版実績と、多数の科学研究レベルの教科書の編集・執筆に加え、[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]過去数年間、文化と哲学の様々な側面に関する著書を数多く出版しており、生命とエントロピー、経済と金融、老子と孔子、日本の文化と宗教など、多様なテーマについて執筆している。多くのテキストは、日本語と英語の両方で電子的に入手可能で、次のようなタイトルが含まれています。『いのちと健康の物語』[ 20 ] 、 『お金の物語』[ 21 ] 、 『退職間近の資金運用』[ 22 ] 、 『個人年金の投資法』[ 23 ]、『老子と現代物理学のワンワールド：禅僧との対話』[ 24 ] 、 『舞踊と日本文化』[ 25 ] 、 『ワインを楽しむ』[ 26 ] 、 『科学と宗教』[ 27 ] 、 『サービス産業の生産性向上法』[ 28 ] 、 『世界を変える日本の女性』[ 29 ] 。

長谷川は2025年6月22日に91歳で亡くなった。[ 30 ]

研究活動

長谷川はプラズマ中の波動と乱流、光ファイバーでの情報転送の分野で数多くの独創的な貢献をした。ベル研究所のポスドク研究員時代には、磁化プラズマのユニークな共鳴現象であるブッフスバウム・長谷川共鳴の理論的説明に成功した。[ 31 ]大阪大学工学部では、磁場中のプラズマのコンピューターシミュレーションの先駆者となり、上村哲夫（名城大学教授）、西原勝信（大阪大学教授）、奥田英夫（プリンストン大学教授）など多くの学生を指導した。八井清（長岡技術科学大学教授）は彼のグループの助手であった。この間、彼は名古屋大学の谷内俊也教授と知り合いになった。谷内教授はその後、プラズマと流体の非線形波について長谷川の指導者となった。

1968年、ベル研究所に在籍中、長谷川は宇宙プラズマを担当するグループに加わった。彼の最初の理論的研究は、地球磁気圏内の衛星で観測された振動がドリフト波モードと結合したミラー不安定性の励起によって説明できることを示し、ドリフトミラー不安定性と名付けた[ 32 ]ことであった。これは宇宙プラズマ不安定性に関する先駆的な研究となった。1973年、彼がホイッスラー波のエンベロープの非線形発展の研究中に、彼は同じ方程式、非線形シュレーディンガー方程式をガラスファイバー内の光パルスのエンベロープに適用することを発見した。彼はフレッド・タッパートと共同で行ったコンピューターシミュレーションの助けを借りて、後に光ソリトンとして知られることになる安定した非線形光パルスがファイバー内を伝送することを実証した。[ 2 ]光ソリトンの存在は1980年にベル研究所のLFモレナウアーらによって初めて実験的に検証されました。[ 33 ]非線形シュレーディンガー方程式は現在、大陸間距離の光ファイバーによる光信号伝送のシミュレーションに広く使用されており、 [ 34 ]ソリトンだけに限定されません。

長谷川と劉陳は、同僚のルイス・J・ランゼロッティが観測した地球の磁気振動機構（現在では陳・長谷川共鳴[ 35 ]として知られている）を説明することに成功した。この研究はまた、磁気流体力学的特異点を解決した、現​​在では運動学的アルヴェン波[ 3 ]と呼ばれる新しい波の発見にもつながった。ベル研究所のクリフ・サーコ（カリフォルニア大学サンディエゴ校教授）とリチャード・E・スラッシャー（ジョージア工科大学）のチームは、プリンストン・プラズマ・マシンでのレーザー散乱により低周波プラズマ乱流を発見した。長谷川は三間邦興とともに、観測された乱流スペクトルを記述する2次元非線形波動方程式を導出した。現在では長谷川・三間方程式と呼ばれるこの方程式は、[ 1 ]低周波プラズマ乱流を記述する基本方程式として広く使用されている。この方程式のユニークな特性の 1 つは、逆カスケードの乱流スペクトルの存在であり、これは円筒形プラズマの方位角方向の帯状流などのコヒーレント構造を形成する可能性があります。[ 6 ]長谷川は若谷正弘とともに、この方程式をトロイダル磁場に閉じ込められたプラズマの現実的な形状に拡張し (長谷川・若谷の方程式)、乱流の結果として帯状流が普遍的に励起されることを実証しました[ 5 ] 。 [ 7 ]重水素-ヘリウム 3などの高度な核融合燃料の高圧閉じ込めのニーズを満たすために、1987 年に長谷川は[ 36 ]浮遊する超伝導リング電流によって生成される双極子磁場によるプラズマ閉じ込めを提案しました。このアイデアに基づいた装置は、東京大学の吉田Z教授率いる研究グループ[ 8 ]と、MITとコロンビア大学のJ.ケスナー教授とMEマウエル教授率いるチーム[ 9 ]によって構築され、高圧プラズマの閉じ込めに成功しました。

1991年9月、長谷川は大阪大学工学部通信工学科教授に就任し、光ソリトン通信システムの研究グループを立ち上げました。彼は、光ソリトンをベースとした超高速通信を専門とする国内外の研究グループを設立しました。グループは、大陸間距離におけるソリトンを用いた全光超高速通信の実証に成功しました。この時期に学生であった広岡俊彦は、現在東北大学で教授を務めています。

長谷川は退職後、核融合装置における2つの重要な概念を提唱しました。1つは、核融合装置が原子炉ではなく電力増幅器として動作するという考え方です。この概念では、装置は電磁力の連続的な注入によってネゲントロピーを生み出し、望ましいプラズマ圧力プロファイルを維持します。もう1つは、プラズマ乱流中に生成される渦のカイラル非対称性の概念です。正（負）のコア電荷を持つ渦は膨張（収縮）する傾向があり、これはプラズマ閉じ込めのための適切な帯状流の形成に不可欠です。

栄誉と賞

長谷川はIEEEとアメリカ物理学会のフェローであった。[ 37 ]国際的には、1991年ランク賞（英国）、1995年モエ・ヘネシー・ルイ・ヴィトン・ダ・ヴィンチ賞（フランス）、1999年IEEE/LEOS量子エレクトロニクス賞、2000年アメリカ物理学会ジェームズ・クラーク・マクスウェルプラズマ物理学賞などを受賞した。 [ 38 ]表彰状には、非線形ドリフト波の乱流理論、実験室や宇宙プラズマ中でのアルヴェン波の広がり、光ソリトンとその通信への応用に関する革新的な発見と基礎的貢献が強調されている。また、2011年ヨーロッパ物理学会ハンネス・アルヴェン賞を美馬邦明、パット・ダイアモンドとともに受賞した。[ 39 ]

長谷川氏は国内において、1996年のC&C賞、1996年の電子情報通信学会業績賞、1993年の志田林三郎賞（郵政省）、1995年の服部（セイコー）鳳光賞など、数々の賞を受賞しています。2008年には日本学士院賞を受賞し、2010年には天皇より瑞宝中綬章を受章しました。

参考文献

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