近年、物理学の研究に機械学習が活用されることがしばしばなされるようになった。本論文は、畳み込みニューラルネットワークを用いた機械学習により統計力学的モデルの相転移温度を検出する方法論の一つを示したものである。
本論文が対象とした２次元イジング模型には厳密解があるため、相転移温度についても厳密な値が知られている。著者らは、スピン配置から温度を予測させるニューラルネットワークを構築し、さらにニューラルネットワークの重みパラメーターを用いて通常用いられる秩序変数とは異なる秩序変数を新たに定義することにより、相転移を検出できることを示した。得られた強磁性相転移温度の結果は、数値計算として最高精度とは言えないものの、厳密解と概ね一致するものである。
　本論文は、機械学習を活用する手法が物理学において有用であることを示した初期の論文の一つとして評価できる。また、ニューラルネットワークをブラックボックスとして扱うのではなく、その重みパラメーターを活用する手法を提案したことに先駆性が認められ、後続研究にも大きな影響を与えている。したがって、本論文は日本物理学会論文賞に相応しい業績であると認められる。

本論文は，ウルマナイト型構造である希土類金属間化合物EuPtSi が示す反強磁性秩序ならびに磁場誘起される磁気構造を，単結晶中性子回折により明らかにし磁気スキルミオン格子に対応する秩序が実現していることを報告したものである。
磁気スキルミオンとは渦状のスピン集合体であり，そのトポロジカルに保護された安定性から，新しい磁気記憶デバイスへの応用が期待されている。2009 年にキラル構造をとる3d 電子系MnSi において，二次元三角格子上のtriple-q 構造が観測され，トポロジカルホール効果を示し注目を集めた。その後，3d 電子系の化合物で同様の現象が次々に見出され応用を見据えた研究へと展開している。一方，2018 年に，反強磁性体 EuPtSi で特異な異常ホール効果が報告され，4f 電子系で初めての磁気スキルミオン格子の可能性が示唆された。しかし，微視的な観測はなかったため，その検証が求められていた。
本論文では、異なる手法の中性子回折実験を組み合わせた微視的研究が報告された。本研究によって明らかとなった MnSi との大きな違いは，磁気スキルミオン格子の直径がMnSi では約180 Å であるのに対して，EuPtSi では約18 Å と1 桁も小さいことである。磁気スキルミオンによる創発磁場を考慮すると，そのサイズが小さいほど大きなトポロジカルホール効果が期待でき，実際，EuPtSi ではトポロジカルホール効果の増大が観測されている。一連の磁気スキルミオン研究において、希土類化合物で初めて磁気スキルミオン格子を微視的に捉えた本論文は，その形成メカニズムと非自明な物性を理解するための重要な知見を与えた先駆的なものであり，その後の希土類化合物における磁気スキルミオン格子の探索や理論研究の発展にも大きく寄与していることから，日本物理学会論文賞にふさわしい優れた業績と判断される。

Non-invertible topological defects in 4-dimensional ℤ₂ pure lattice gauge theory

場の量子論における対称性の概念の一般化が近年様々な角度から研究されている。この過程で、一般化された対称性を位相欠陥を用いて表現する手法の重要性が明らかになると同時に、群の場合とは異なり逆元を持たない「非可逆対称性」の存在が明らかになってきた。本論文では、Kramers-Wannier双対性とZ₂対称性を持つ2次元Ising模型における位相欠陥の構成法を拡張することで、４次元における位相欠陥と非可逆対称性の具体例が初めて構成的に与えられた。具体的には、Kramers-Wannier-Wegner双対性と1-form Z₂対称性を有する４次元のZ₂格子ゲージ理論において、双対性と対称性のそれぞれに伴う位相欠陥が導出されるとともに、それらの交換関係と非可逆対称性の存在が明示的に与えられた。本論文は、双対性を持つ４次元の場の理論における非可逆対称性の研究を大きく加速する契機になったものとして、日本物理学会論文賞に相応しい業績であると認められる。