水や空気に代表される流体の運動について、連続体としての取り扱い、運動の記述方法、解析方法など流体物理学の基本を学習しながら、科学的な考え方や探究手法の基礎の修得をめざす。特に壁面上の乱流の秩序構造を研究テーマとして取り扱い、構造の分岐解析、渦構造、乱流の維持メカニズムや、さらには流れの制御など応用技術についての動向を議論し、現象への理解を深める。

原子核は陽子、中性子といった微小粒子が有限個結びついた自己束縛系である。陽子と中性子は核力と呼ばれる非常に複雑な強い力で相互作用しているため、原子核の構造・反応には多種多様な側面があらわれる。その中でも原子核を複数のサブユニット(クラスター)の離散集合として捉える「クラスター現象」に着目し、クラスター自由度が関与する構造変化や反応現象を解明する。最近は、核廃棄物の処理につながる核反応・構造問題に重点を置いて研究をすすめている。

物質の基本となる原子を構成する核子（陽子と中性子）や電子は量子力学に従い、同じ状態には一個の粒子しか入れないという共通の性質を持つ。このような粒子の集まり（量子多体系）である原子核や原子クラスターについて、その性質や反応の仕組みを構成粒子の基本性質と粒子間相互作用から解き明かしていく。量子力学や量子場理論について深く学び、計算機シミュレーションを駆使しながら、物理的な思考法や問題探求法を修得する。

電子・磁気デバイスの微細化により，新たな物理現象を用いたこれまでに無い機能を持ったデバイスの実現が期待されている。本研究室では物理現象の解明や発見，デバイスの電気伝導特性や磁気特性を解析することで，新規デバイスの開発を目指す。物性物理学・電磁気学・量子力学などを学ぶびながら理論的観点から物質の性質を解析する能力を養い，また，コンピュータを用いたデバイス特性の数値解析に必要な数値シミュレーションの方法や最適化法についても学ぶ。

電子が運動すると光子を発生する。また光子は電子に吸収され、電子の運動を変える。このような電子と光子の相互作用を、当研究室は実験・理論・シミュレー ションの3つの面から調査する。そしてその成果を電子加速器、プラズマ発生装置、自由電子レーザー等の先進科学機器に応用する。ゼミナールでは、数理の基礎学力および作文能力の向上に努める。

高速デジタル通信技術の発展に伴って、マイクロ波からテラヘルツ波帯における先端技術を基礎科学や産業分野へ広く活用しようという研究が注目されている。 この周波数帯は電波と光の中間領域にあり、その技術は電波工学と赤外線光学の狭間に位置するため、研究の新しい開拓領域として注目されている。レーザー光源開発や計測技術の確立、生体イメージング・宇宙電波観測・非破壊診断等への応用が進められている。光波は複数の伝搬経路を経て互いに干渉し、荷電粒子や誘電体媒質との相互作用を介して電磁波放射や分散特性を示す。電磁場・相対論・誘電体物性の基本に基づき、テラヘルツ光源開発や波動計算機トモグラフィー等の基礎研究を通じて、イメージングサイエンス分野への学術的貢献を目指す。

ナノシートやナノワイヤなどの材料は、低次元性に由来する特異な量子物性を有し、また、その巨大な比表面積に起因する優れた外場応答性を示すことから、既存の半導体材料に代わる次世代のデバイス材料として期待されている。当研究室では、ナノ材料に発現する新奇な電子輸送特性や光吸収・発光特性、さらには機械特性などの物性を実験的手法で明らかにする。そして、ナノ材料の物性に基づく新原理・高性能デバイスの開発を行う。