ORCID
学位
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博士（理学） （ 東京大学 ）
研究キーワード
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非平衡物理学
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アクティブマター
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生物物理学
研究分野
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自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理
学歴
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東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻（博士課程）
2014年4月 - 2017年3月
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東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻（修士課程）
2012年4月 - 2014年3月
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東京大学 理学部 物理学科
2010年4月 - 2012年3月
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東京大学 教養学部 理科一類
2008年4月 - 2010年3月
経歴
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東京科学大学 理学院物理学系 准教授
2024年10月 - 現在
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国立研究開発法人科学技術振興機構 さきがけ さきがけ研究者
2021年10月 - 現在
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東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 助教
2019年4月 - 2024年9月
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パスツール研究所 Pathogenesis of Vascular Infections Unit, Department of Cell Biology & Infection 訪問研究員
2019年4月 - 2019年8月
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パスツール研究所 Pathogenesis of Vascular Infections Unit, Department of Cell Biology & Infection 博士研究員
2018年6月 - 2019年4月
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CEA-Saclay Service de Physique de l'Etat Condense 博士研究員
2017年6月 - 2018年6月
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東京大学 大学院理学系研究科 物理学専攻 特任研究員
2017年4月 - 2017年5月
所属学協会
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日本物理学会
委員歴
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日本物理学会 領域11運営委員
2021年10月 - 2022年9月
団体区分：学協会
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Paris Biological Physics Community Day 2018 organizer
2018年5月 - 2018年10月
団体区分：その他
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第59回 物性若手夏の学校 準備局 招待講演担当
2013年8月 - 2014年8月
団体区分：学協会
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第58回 物性若手夏の学校 講義世話人
2012年8月 - 2013年8月
団体区分：学協会
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第42回 国際物理オリンピック（タイ大会）日本代表団 引率委員
2011年7月
団体区分：その他
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国際物理オリンピック派遣員会 委員
2010年9月 - 2011年8月
団体区分：その他
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第５回 全国物理コンテスト物理チャレンジ2009 学生スタッフ
2009年8月
団体区分：その他
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第４回 全国物理コンテスト物理チャレンジ2009 学生スタッフ
2008年8月
団体区分：その他
論文
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Learning general pair interactions between self-propelled particles
Jerome Hem, Alexis Poncet, Pierre Ronceray, Daiki Nishiguchi, Vincent Demery
SOFT MATTER 2025年8月
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Vortex reversal is a precursor of confined bacterial turbulence 査読 国際共著 国際誌
Daiki Nishiguchi, Sora Shiratani, Kazumasa A. Takeuchi, Igor S. Aranson
Proceedings of the National Academy of Sciences 122 ( 11 ) e2414446122 2025年3月
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Daiki Nishiguchi
Journal of the Physical Society of Japan 92 ( 12 ) 121007 2023年8月
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Route to turbulence via oscillatory states in polar active fluid under confinement
Sora Shiratani, Kazumasa A. Takeuchi, Daiki Nishiguchi
arXiv 2023年4月
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Yuki Takaha, Daiki Nishiguchi
Physical Review E 107 ( 1 ) 014602 2023年1月
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Junichiro Iwasawa, Daiki Nishiguchi, Masaki Sano
Physical Review Research 3 043104 2021年11月
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Alexis Poncet, Olivier Bénichou, Vincent Démery, Daiki Nishiguchi
Physical Review E 103 ( 1 ) 012605 2021年1月
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Organizing bacterial vortex lattices by periodic obstacle arrays 査読
Henning Reinken, Daiki Nishiguchi, Sebastian Heidenreich, Andrey Sokolov, Markus Bär, Sabine H. L. Klapp, Igor S. Aranson
Communications Physics 3 ( 1 ) 76 2020年5月
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Order and Fluctuations in Collective Dynamics of Swimming Bacteria
Daiki Nishiguchi
2020年
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Deep mutational scanning of the Neisseria meningitidis major pilin reveals the importance of pilus tip‐mediated adhesion 査読
Paul Kennouche, Arthur Charles‐Orszag, Daiki Nishiguchi, Sylvie Goussard, Anne‐Flore Imhaus, Mathieu Dupré, Julia Chamot‐Rooke, Guillaume Duménil
The EMBO Journal e102145 2019年11月
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Engineering bacterial vortex lattice via direct laser lithography 査読
Daiki Nishiguchi
Nature Communications 2018年12月
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Flagellar dynamics of chains of active Janus particles fueled by an AC electric field 査読
Daiki Nishiguchi, Junichiro Iwasawa, Hong-Ren Jiang, Masaki Sano
New Journal of Physics 20 ( 1 ) 015002 2018年1月
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Long-range nematic order and anomalous fluctuations in suspensions of swimming filamentous bacteria 査読
Daiki Nishiguchi, Ken H. Nagai, Hugues Chate, Masaki Sano
PHYSICAL REVIEW E 95 ( 2 ) 020601 2017年2月
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Mesoscopic turbulence and local order in Janus particles self-propelling under an ac electric field 査読
Daiki Nishiguchi, Masaki Sano
PHYSICAL REVIEW E 92 ( 5 ) 052309 2015年11月
書籍等出版物
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群れの秩序と乱れ：遊泳バクテリアによるアプローチ
西口大貴（ 担当： 単著 範囲: 『生体の科学』72巻3号 特集「生物物理学の進歩ー生命現象の定量的理解へ向けて」へ寄稿）
公益財団法人金原一郎記念医学医療振興財団『生体の科学』編集室 2021年6月
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Order and fluctuations in collective dynamics of swimming bacteria : experimental exploration of active matter physics
Nishiguchi, Daiki
Springer 2020年2月 （ ISBN:9789813299979 ）
MISC
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アクティブマター物理学による経典的信条からの脱却 招待
西口大貴
窮理 25 2024年4月
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大貴 西口
126 ( 1255 ) 14 - 17 2023年5月
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アクティブマター物理学：集団運動の秩序とゆらぎ 招待
西口大貴
物性若手夏の学校テキスト 67 304 - 320 2023年2月
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Physics of Bait Balls: How Do Schooling Fish Form Rotating Clusters? 招待 査読
Daiki Nishiguchi
JPSJ News and Comments 19 13 2022年7月
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アクティブマター理論に基づく細胞集団運動の応答計測プラットフォームの構築
西口大貴
中谷医工計測技術振興財団年報 ( 35 ) 2022年
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アクティブ流体モデルが閉鎖領域で示す振動転移と履歴現象
白谷空, 竹内一将, 西口大貴
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 77 ( 2 ) 2022年
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生物物理学の進歩-生命現象の定量的理解へ向けて III.個体,進化レベル 群れの秩序と乱れ 遊泳バクテリアによるアプローチ
西口大貴
生体の科学 72 ( 3 ) 2021年
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細胞集団運動の示すマクロ応答の定量計測
西口大貴
上原記念生命科学財団研究報告集(CD-ROM) 35 2021年
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国立科学博物館での企画展「相転移の世界」実施から見る数物系展示の意義と課題
西口大貴, 谷田桜子, 佐野雅己, 有賀暢迪
大学の物理教育 27 ( 1 ) 2021年
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擬2次元での遊泳バクテリアと柱の相互作用:トラップ能率の増大と曲率依存性
高羽悠樹, 西口大貴
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 2 ) 2021年
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アクティブマターの集団運動における秩序発現と普遍法則に関する実験
西口大貴
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 1 ) 2021年
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低密度アクティブブラウン粒子のpair correlationにおける双翼状枯渇領域とスケーリング則:理論と電場駆動ヤヌス粒子実験
西口大貴, PONCET Alexis, BENICHOU Olivier, DEMERY Vincent, DEMERY Vincent
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 1 ) 2021年
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バクテリア乱流の境界条件と渦秩序のトポロジカル制御
西口大貴, REINKEN Henning, HEIDENREICH Sebastian, SOKOLOV Andrey, BAER Markus, KLAPP Sabine H. L., ARANSON Igor S.
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 75 ( 2 ) 2020年
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アクティブマターの集団運動における秩序発現と普遍法則に関する実験
西口大貴
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 75 ( 1 ) 2020年
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バクテリア乱流の境界条件と流れ場のトポロジー
西口大貴, REINKEN Henning, HEIDENREICH Sebastian, SOKOLOV Andrey, BAER Markus, KLAPP Sabine H.L., ARANSON Igor S.
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 75 ( 1 ) 2020年
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国立科学博物館での企画展「相転移の世界」実施から見る数理系展示の意義と課題
西口大貴, 谷田桜子, 有賀暢迪
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 75 ( 2 ) 2020年
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交流電場下での非対称自己駆動粒子集団の統計的性質
岩澤諄一郎, 西口大貴, 西口大貴, 佐野雅己
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 73 ( 1 ) 2018年
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西口大貴
大学の物理教育 23 ( 2 ) 98 2017年
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交流電場下での非対称自己駆動粒子の集団運動
岩澤諄一郎, 西口大貴, 西口大貴, 佐野雅己
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 72 ( 2 ) 2017年
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周期構造とバクテリア乱流の共鳴による渦格子形成と反強磁性秩序
西口大貴, SOKOLOV Andrey, ARANSON Igor S.
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 72 ( 1 ) 2017年
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フィラメント状バクテリアの集団運動の示す長距離ネマチック秩序と巨大粒子数ゆらぎ
西口大貴, 永井健, CHATE Hugues, 佐野雅己
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71 ( 2 ) 2016年
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自己駆動粒子の集団運動: 群れから始まる非平衡統計力学 (特集 数理モデルと普遍性) 査読
西口大貴, 佐野雅己
数理科学 54 ( 1 ) 39 - 44 2016年
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大学祭を活用した大学院生・若手研究者による「10分で伝えます!東大研究最前線」の実施報告
西口大貴, 庄司佳祐, 山岡馨, 岡島悟, 末石智大, 廣井卓思
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71 ( 2 ) 2016年
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吉田賢典, 西口大貴
日本物理学会誌 70 ( 5 ) 380 - 382 2015年
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第 59 回物性若手夏の学校開催報告 (ラ・トッカータ) 査読
吉田賢典, 西口大貴
日本物理學會誌 70 ( 5 ) 380 - 382 2015年
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高アスペクト比のバクテリアのネマチックな集団運動
西口大貴, 佐野雅己
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 70 ( 2 ) 2015年
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30pAJ-2 交流電場下で駆動する非対称なコロイド粒子の集団挙動(30aAJ アクティブマター・その他の系,領域11(物性基礎論・統計力学・流体物理・応用数学・社会経済物理))
西口 大貴, 佐野 雅己
日本物理学会講演概要集 69 ( 1 ) 380 - 380 2014年3月
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29aXH-4 交流電場によるコロイド粒子の運動と揺らぎ(29aXH 招待講演/非平衡定常系2,領域11(統計力学,物性基礎論,応用数学,力学,流体物理))
西口 大貴, 佐野 雅己
日本物理学会講演概要集 68 ( 1 ) 397 - 397 2013年3月
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日本代表選手と引率役員の両面から見た国際物理オリンピック (教育報告) 査読
西口大貴
大学の物理教育 18 ( 1 ) 22 2012年
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サイエンスショーで光の二重性に挑む (教育に関する一言) 査読
西口大貴
大学の物理教育 15 ( 1 ) 49 - 49 2009年
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西口大貴
大学の物理教育 14 ( 3 ) 160 2008年
講演・口頭発表等
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渦の反転から始まるバクテリア集団運動の乱流化シナリオ
西口大貴
第２回生物普遍性ワークショップ 2025年3月 東京大学生物普遍性研究機構
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓 招待
西口大貴
日本物理学会2025年春季大会 2025年3月
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バクテリア乱流の渦秩序形成と乱流化シナリオ 招待
西口大貴
プラズマ科学のフロンティア2024研究会 2025年1月
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Vortex reversal is a precursor of confined bacterial turbulence 招待
Daiki Nishiguchi, Sora Shiratani, Kazumasa A. Takeuchi, Igor S. Aranson
Gel Symposium 2024 2024年11月
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Vortex reversal is a precursor of confined bacterial turbulence 招待
Daiki Nishiguchi
DAIKIN International Symposium on Physics of Intelligence 2024年11月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
JSTさきがけ「複雑流動」第７回領域会議 2024年11月
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バクテリア乱流の前兆としての渦の反転と周期振動
西口大貴, 白谷空, Igor S. Aranson, 竹内一将
日本流体力学会 年会2024 2024年9月
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渦の反転から始まるバクテリア集団運動の乱流化シナリオ
西口大貴
日本流体力学会 年会2024 2024年9月
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バクテリア乱流の前兆としての渦反転
西口大貴, 白谷空, Igor S. Aranson, 竹内一将
日本物理学会第79回年次大会 2024年9月
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Topological and geometrical control of bacterial turbulence 招待
Daiki Nishiguchi
American Chemical Society Fall 2024 Global Virtual Symposium "Chemical Nanomotors" 2024年8月
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バクテリア乱流の渦秩序と不安定性を視る 招待
西口大貴
可視化情報シンポジウム2024 2024年7月
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Reversals and oscillations as a prelude to bacterial turbulence 招待
Daiki Nishiguchi
The Physics of Self-Organising Active Matter 2024年7月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
JSTさきがけ「複雑流動」第６回領域会議 2024年5月
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バクテリア乱流の渦秩序と不安定化 招待 国際共著
西口大貴
第48回エアロ・アクアバイオメカニズム学会定例講演会 2024年3月
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How spatial dimensions and confinement influence single & collective bacterial swimming 国際共著 国際会議
Daiki Nishiguchi
Active Matter x Complex Flow 2024年3月
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バクテリア集団運動の空間構造への応答：渦秩序の制御とキラリティー 招待 国際共著
西口大貴
2023年度べん毛研究交流会 2024年3月
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「高密度細菌集団の秩序創発・状態制御を司る熱統計力学原理の探究」関連成果 国際共著
西口大貴
新学術領域「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」終了報告会・第８回領域会議 2024年3月
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バクテリアの渦の乱流化シナリオと集団でのキラリティ反転
西口大貴
新学術領域「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」終了報告会・第８回領域会議 2024年3月
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Vortex in Active Matter...and beyond 国際共著
西口大貴
生物普遍性ワークショップ 2024年2月
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Vortex reversal as a precursor of active turbulence 招待 国際共著 国際会議
Daiki Nishiguchi
Advanced core-to-core network for the physics of self-organizing active matter 2024年1月
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バクテリア集団運動の空間構造への応答：渦秩序の制御とキラリティー 招待 国際共著
西口大貴
第61回日本生物物理学会年会 2023年11月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
JSTさきがけ「複雑流動」第５回領域会議 2023年10月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓：集団運動秩序の構造予測と制御とキラリティ
西口大貴
第17回さきがけ研究者交流会 2023年10月
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気液界面におけるバクテリア乱流のキラリティ発現
西口大貴
日本流体力学会年会2023 2023年9月
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アクティブ乱流は如何にして乱れるか？集団運動秩序の構造予測と制御とキラリティ
西口大貴
日本流体力学会年会2023 さきがけ「複雑流動」特別セッション フラッシュトーク＆ポスター発表 2023年9月
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Opposite emergent chirality in bacterial turbulence 国際会議
Daiki Nishiguchi
Kick-off meeting of "Advanced core-to-core network for the physics of self-organizing active matter" 2023年9月
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Topology and chirality in bacterial active turbulence 招待 国際共著 国際会議
Daiki Nishiguchi
Japan-China Workshop on Bio-Soft Matter 2023 2023年9月
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How dimension matters for bacterial swimming: Enhanced attractions in quasi-two dimensions 国際会議
Daiki Nishiguchi, Yuki Takaha
STATPHYS28 2023年8月
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Emergent chirality in bacterial turbulence at liquid-air interfaces 国際会議
Daiki Nishiguchi
Frontiers in nonequilibrium physics: Active matter, topology and beyond 2023年8月
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複雑環境による群体のトポロジカル制御と力学計測 国際共著
西口大貴
第1回「群体理工学」研究会 2023年7月
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バクテリア遊泳と空間次元とトポロジー 招待 国際共著
西口大貴
最先端クロストーク 2023年6月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
JSTさきがけ「複雑流動」第４回領域会議 2023年4月
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アクティブ乱流の気持ち：如何にして秩序化し、如何にして乱れるか？ 招待
西口大貴
統計物理学懇談会（第10回） 2023年3月
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Route from vortex order to active turbulence 招待
Daiki Nishiguchi
Japan-France joint seminar "Physics of dense and active disordered materials" 2023年3月
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アクティブ乱流は如何にして乱れるか？ 集団運動秩序の構造予測と制御とキラリティ
西口大貴
新学術領域「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」第６回領域会議 2023年3月
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アクティブ乱流のトポロジカル制御、そして３次元時空間ダイナミクス測定への挑戦
西口大貴
第14回「光塾」 2023年1月
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アクティブ乱流と境界とトポロジー
西口大貴
さきがけ「複雑流動」数学・幾何セミナー 2023年1月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
JSTさきがけ「複雑流動」第３回領域会議 2022年11月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
第16回さきがけ研究者交流会 2022年11月
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アクティブマター物理学：集団運動の秩序, ゆらぎ, 波, かたち 招待
西口大貴
流体若手夏の学校2022 2022年8月
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アクティブマター物理学：集団運動の秩序とゆらぎ 招待
西口大貴
第67回物性若手夏の学校 2022年8月
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バクテリア集団の統計力学実験
竹内一将, 西口大貴
新学術領域「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」第５回領域会議 2022年6月
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アクティブ乱流の３次元構造と制御方法の開拓
西口大貴
JSTさきがけ「複雑流動」第２回領域会議 2022年4月
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生命現象と生き物っぽい現象とアクティブマター 招待
西口大貴
第61回生物物理若手の会夏の学校 2021年9月
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Novel boundary conditions and topology-induced vortex order of bacterial turbulence 国際共著 国際会議
Daiki Nishiguchi, Andrey Sokolov, Henning Reinken, Sebastian Heidenreich, Markus Bär, Sabine H.L. Klapp, Igor S. Aranson
Biofluid Symposium 2021年6月 京都大学数理解析研究所
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アクティブマターの集団運動における秩序発現と普遍法則に関する実験 招待
西口大貴
日本物理学会 第76回 年次大会 2021年3月
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低密度アクティブブラウン粒子の pair correlation における双翼状枯渇領域とスケーリング則:理論と電場駆動ヤヌス粒子実験 国際共著
西口大貴, Alexis Poncet, Olivier Bénichou, Vincent Démery
日本物理学会 第76回 年次大会 2021年3月
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Electrokinetic Janus particles: from self-organized flagella to winged pair correlation 招待
西口大貴
アクティブマター研究会2021 2021年1月
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アクティブマターの物理学 〜集団運動の秩序・ゆらぎ・トポロジー 招待
西口大貴
茨城大学オンライン集中講義
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アクティブマターの集団運動における秩序発現と普遍法則に関する実験 招待
西口大貴
日本物理学会 第75回 年次大会 2020年3月
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Novel boundary conditions and topology of bacterial turbulence 招待
西口大貴
Workshop on Physics of Soft, Active and Living Matter 2020年1月
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Universality in collective motion of self-propelled elements captured through swimming bacteria 招待
Daiki Nishiguchi, Ken H. Nagai, Hugues Chaté, Masaki Sano
第55回 日本生物物理学会 年会 2017年9月
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Long-range nematic order and anomalous fluctuations in suspension of swimming filamentous bacteria 招待
Daiki Nishiguchi, Ken H. Nagai, Hugues Chaté, Masaki Sano
Current and Future Perspectives in Active Matter 2016年10月
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アクティブマターでやってみたいこと達 招待
西口大貴
第1回アクティブ流体討論会 2025年1月
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アクティブマター実験による非平衡普遍法則の探究 招待
西口大貴
東京科学大学 量子物理学・ナノサイエンス第403回セミナー 2025年1月
受賞
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東京科学大学挑戦的研究賞
2025年9月 国立大学法人 東京科学大学 細胞集団運動トポロジーによるアクティブマター医工学の創出
西口大貴
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第６回領域会議発表賞
2023年3月 新学術領域「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」 アクティブ乱流は如何にして乱れるか？ 集団運動秩序の構造予測と制御とキラリティ
西口大貴
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第14回 若手奨励賞 (領域11)
2020年3月 日本物理学会 アクティブマターの集団運動における秩序発現と普遍法則に関する実験
西口大貴
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理学系研究科研究奨励賞
2017年3月 東京大学大学院理学系研究科
西口大貴
共同研究・競争的資金等の研究課題
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アクティブマターを押しつぶす：集団運動における低次元物性の探究
研究課題/領域番号：23H01141 2023年4月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
西口 大貴
配分額：19110000円 （ 直接経費：14700000円 、 間接経費：4410000円 ）
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アクティブマターを押しつぶす：集団運動における低次元物性の探究
研究課題/領域番号：23K25838 2023年4月 - 2026年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
西口 大貴
配分額：19110000円 （ 直接経費：14700000円 、 間接経費：4410000円 ）
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2021年 - 2024年
科学技術振興機構 戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 さきがけ
西口 大貴
担当区分：研究代表者
バクテリア系を題材とし、3次元アクティブ乱流の時空間構造を高速共焦点顕微鏡で直接観察します。統計則を実験的に解明するとともに、アクティブ流体のマクロな境界条件までミクロから包括的に理解する統計力学的な方法論を構築します。履歴依存する負粘性を活用したデバイスの創出へ向け、微小流路内にアクティブ乱流を流したときの粘性応答と集団運動を同時観察し、平均流下でのアクティブ乱流の挙動の解明にも挑みます。
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アクティブマターのトポロジカル制御とトポロジカル物性
研究課題/領域番号：20K14426 2020年4月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究 若手研究
西口 大貴
担当区分：研究代表者
配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）
トポロジカル現象が出るとの理論予測がなされている柱格子構造中でアクティブ乱流の観察を引き続きおこない、渦秩序の発生を確認した。柱格子の格子定数を変えることで、渦秩序構造が生じやすいパラメーターの探索を進めた。得られた最適な条件に基づき、格子サイズやエッジの形状などを変えることで、目的の条件が得られると期待できるため、その準備を進めている。
トポロジカル現象の観察のためには、バクテリア濃厚懸濁液の示すアクティブ乱流中におけるバクテリア数密度のゆらぎを検出する必要がある。そのために、数密度を各時刻・各場所において検出する方法の検討を進めた。具体的には、透過光強度による定量化手法や、蛍光たんぱく質を発現するバクテリア株をもちいた蛍光強度による定量化などを試し、密度分布を定量化できることを確認した。また、この際の蛍光観察に最適な光学系やサンプルの条件などの詳細な検討をおこない、コントラストの高い画像が得られるようになり、ゆらぎの直接検出に必要な準備が概ね整った。
並行して、柱表面でのアクティブ乱流の境界条件を詳細に理解するため、バクテリア１匹の柱近傍でのダイナミクスを詳細に調べる実験および流体数値計算をおこなった。ガラス板２枚の間に柱を作成し、２枚のギャップを変えることで空間の次元を３次元的なものから擬２次元へと変化させることで、バクテリアが柱表面に滞在する時間が急激に増えるという擬２次元の特異性を発見した。これは、バクテリアと固体境界のミクロな相互作用に基づくマクロな境界条件の次元依存性に関わるだけでなく、バクテリア同士の相互作用とそれにより現れるマクロな集団運動状態の空間次元依存性につながる理解へとつながった。この結果は論文としてまとめ、現在投稿中である。 -
細胞集団の応答とトポロジカル欠陥の非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号：19K23422 2019年8月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援 研究活動スタート支援
西口 大貴
担当区分：研究代表者
配分額：2860000円 （ 直接経費：2200000円 、 間接経費：660000円 ）
アクティブマター物理学の方法論をより広範な系に適用できるよう拡張するために、本研究では集団運動と他の自由度が結合した場合の挙動を調べた。具体的には、培養細胞集団が外場へ応答するときの様子およびバクテリア濃厚懸濁液のアクティブ乱流が境界条件下で秩序化する原理を、トポロジカル欠陥に着目して解析した。結果、集団運動における新たな境界条件を実験的に推定すること等に成功し、集団運動を理論的に予測する枠組みを構築することに成功した。
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高密度細菌集団の秩序創発・状態制御を司る熱統計力学原理の探求
研究課題/領域番号：19H05800 2019年6月 - 2024年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 新学術領域研究(研究領域提案型)
竹内 一将, 西口 大貴
担当区分：研究分担者
配分額：92040000円 （ 直接経費：70800000円 、 間接経費：21240000円 ）
本年度も引き続き、高密度細菌集団のモデル実験系の研究、特に(i)高密度細菌集団の非平衡相の研究と(ii)高密度細菌集団の支配因子の探求を行い、細菌集団の情報物理学の基盤づくりを推進した。
本年度はまず、高密度細菌集団を均一環境で長時間培養し、観察可能な独自の微小流体デバイス「広域マイクロ灌流系」の開発を完了し、論文発表を行った。論文では、本デバイスにより発見した、大腸菌集団の飢餓過程における細胞サイズゆらぎのスケール不変性について詳細に報告した。本成果は、変動する環境下で細菌集団が示す統計的性質の頑健さを示すものであり、細胞集団の情報物理学推進のうえで重要な成果と考えている。
(i)「高密度細菌集団の非平衡相の研究」については、広域マイクロ灌流系を用い、運動性の大腸菌集団の高密度化に伴うガラス化について詳細な研究を実施した。結果、大腸菌集団のガラス転移現象や配向ガラス状態を発見し、各相や転移の特徴を明らかにしたほか、配向秩序に関するドメイン構造の発達も見出した。本成果は、細菌集団の非平衡熱力学的特徴を理解するうえで重要な結果である。
(ii)「高密度細菌集団の支配因子の探求」については、非運動性の大腸菌集団において、コロニーの３次元構造とトポロジカル欠陥の関係を調査し、最下層で欠陥が生じている箇所ではコロニー局所高さが有意に高いという相関を見出した。そこで欠陥と細胞流の関係を調査し、従来は細胞流出を促すとされていた種類の欠陥においても細胞流入を見出したほか、それが欠陥周りの細胞の３次元的傾きによって説明できることを発見した。本成果は、トポロジカル欠陥という少数の点が、細胞集団の流動や３次元構造形成を左右することを示しており、アクティブマター物理学や細胞集団の情報物理学の観点からも重要な成果と考えている。 -
非平衡条件下で駆動する粒子の運動法則と多体現象
2014年4月 - 2017年3月
日本学術振興会 特別研究員 DC1
西口大貴
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
担当経験のある科目（授業）
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2021年5月 機関名：東京大学教養学部
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学生実験II「相転移」（液晶の光散乱, トポロジカル欠陥ダイナミクス, 電気対流など）
2019年9月 - 2024年9月 機関名：東京大学理学部物理学科
科目区分：学部専門科目
社会貢献活動
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オンライン実験ワークショップ「光を知って光でさぐろう！青空から砂山まで偏光で巡る物理の旅」
役割：出演, 講師, 実演
国立研究開発法人科学技術振興機構 理数学習推進部 国際科学オリンピックオンラインワークショップ 2021年10月
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役割：出演, 講師
予備校のノリで学ぶ「大学の数学・物理」（ヨビノリ） YouTuberヨビノリとの学術対談 YouTube 2020年7月
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役割：出演, 講師
予備校のノリで学ぶ「大学の数学・物理」（ヨビノリ） YouTuberヨビノリとの学術対談 YouTube 2020年7月
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生き物の群れと泳ぎに物理で挑む
役割：講師
大阪星光学院中学・高等学校 ほしゼミ日曜講座 2020年6月
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国立科学博物館 企画展「物理はふしぎで美しい！磁石と水からひろがる相転移の世界」
役割：助言･指導, 情報提供, 企画, 運営参加・支援, 実演
国立科学博物館・東京大学 2020年1月 - 2020年2月
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アクティブマター物理学： 群れの秩序と普遍法則
役割：講師
東大オープンキャンパスツアーにおける講演・研究室見学受け入れ 2024年7月
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アクティブマター物理学：群れの秩序と普遍法則
役割：講師
大阪星光学院高等学校 東大オープンキャンパスツアーにおける講演・研究室見学受け入れ 2023年7月
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統計物理と生命の架け橋「アクティブマター物理学」
役割：講師, 実演
東京大学 東大の研究室をのぞいてみよう！〜多様な学生を東大に〜 2023年3月
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From eating pizza to the shape of salad: Geometry and mechanics of plates
役割：講師, 運営参加・支援
日本学術振興会・諏訪青陵高校 JSPS fellowのSamuel Poincloux氏によるサイエンス・ダイアログ事業の補助 2023年2月
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泳ぐ微生物、泳ぐコロイド、そしてその群れを物理する
役割：講師
東京大学 東京大学理学部オープンキャンパス2022 2022年8月
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微生物の泳ぎと群れの物理学：生物学・化学・物理学がまじわるアクティブマター物理学
役割：講師
大阪星光学院高等学校，西口大貴 大阪星光学院高等学校・東京ツアーにおける講演 2022年7月
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微生物の泳ぎと群れの物理学：生物学・化学・物理学がまじわるアクティブマター物理学
役割：講師
古川学園高等学校 古川学園高等学校高校1年生・東大見学における講演 2022年6月
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役割：助言･指導, 情報提供
東京大学大学院理学系研究科物理学専攻 YouTube 2022年
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役割：出演, パネリスト, 講師, 助言･指導
日本生物物理学会 第59回 日本生物物理学会年会 高校生・高専生向け 生物物理ワークショップ〜生物？ 物理？ 二刀流で生命の謎に迫る〜 2021年11月
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微生物の泳ぎの物理と生き物の群れに潜む普遍法則
役割：講師
公益社団法人 物理オリンピック日本委員会 国際物理オリンピック日本代表候補者秋合宿 OPによる講演と懇談 2021年9月
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Young Soft Webinar
役割：企画, 運営参加・支援
2021年6月 - 現在
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役割：出演, 講師
東京大学教養学部 高校生と大学生のための金曜特別講座 2021年5月
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「群れ」はなぜ生まれるのか
役割：出演, 取材協力
公益財団法人東京大学新聞社 東京大学新聞 NEW GENERATION アクティブマター物理学 西口大貴助教 2021年2月
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「国際科学オリンピックに参加しよう！物理オリンピック参加に始まる大飛躍」パネリストおよび講演「物理の世界の広さと未来の自分との出会い」
役割：出演, 講師
東京理科大学公開講座「坊っちゃん講座」 国際科学オリンピックに参加しよう！物理オリンピック参加に始まる大飛躍 2020年9月
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サマチャレから10年間、何をしてきたか？：アクティブマターとサイエンスコミュニケーション，そして研究者キャリア
役割：講師
KEKサマーチェレンジ世代間交流会 2020年2月
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役割：講師
東京大学・東京カレッジ，国立科学博物館 「物理はふしぎで美しい！磁石と水からひろがる相転移の世界」講演会 2020年1月
メディア報道
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群れから新しい物理学の世界を切り拓く！ 会誌・広報誌
東京大学 理学部ニュース2024年7月号 理学の研究者図鑑 https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/story/newsletter/page/10448/ 2024年7月