電子系の励起には，電荷励起（電荷分布の揺らぎ），磁気励起（スピンの揺らぎ）と２つのモードがあります。電荷励起のエネルギーは有限である一方，磁気励起の最低エネルギーは零と信じられてきました。その『常識』がホールデインの衝撃的な論文によって覆され，今では磁気励起におけるエネルギー・ギャップ（スピン・ギャップ）は，現代物理学の主要テーマとなっています。

このような新しい視点・興味のもと，反強磁性的ギャップ励起と強磁性的ギャップレス励起が共存・競合するフェリ磁性体の研究も，近年格段に進展しています。こうした多彩な磁気励起を記述するため，スピン波理論，シュウィンガー・ボゾン表示，スピンレス・フェルミオン表示など，多岐にわたる解析手法の展開と応用を手掛けています。Blochの強磁性体研究（１９３０年）に始まるスピン波理論は，半世紀以上もの間，低次元系ではおよそ無力であると信じられてきました。しかし近年，修正スピン波理論が提出され，1次元あるいは０次元（単分子磁石）でも快進撃を遂げています。

数式の美しさ・神秘性に魅せられた人には，夢多き旅路が待っています。本専攻の低温物理学研究室では，これら低次元量子磁性体の核磁気共鳴研究が行われており，理論と実験の実り多き共同研究が実現しています。