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複雑ランドスケープ描像に基づく遺伝子ネットワークの制御

Research Project

Project/Area Number 14J00081
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

上田 仁彦  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsレプリカ対称性の破れ / 異常拡散 / 非平衡 / 軌道の統計力学 / ブラウン運動 / スピングラス / KPZ方程式
Outline of Annual Research Achievements

申請者は昨年度、noisy Burgers方程式に駆動されるブラウン粒子の軌道においてレプリカ対称性の破れ(RSB)が生じていることを発見した。本年度は、この現象を非平衡環境中での拡散の一クラスと位置づけ、他の状況においても同様の現象が観察されうるかについて検討を行った。
まず、トラップモデルと呼ばれるガラスダイナミクスのトイモデルにおいては上で述べた「軌道のRSB」が生じていることを数値計算を用いて捉える事ができた。トラップモデルは格子上にランダムなエネルギー障壁が与えられている粒子模型であり、エルゴード性の破れやエイジングのようなガラス的ダイナミクスの研究の際に興味を持たれてきた。特に一次元トラップモデルはこれまでに平衡状態において局在現象を示すことや異常拡散が見られることなどが知られていた。本研究ではこの一次元モデルを軌道の観点から解析することで、拡散の異常性を軌道アンサンブルにおける相転移として記述する事ができた。この結果は現在論文準備中である。
また、一般に共通の速度場に駆動される二粒子は直接的な相互作用が存在しない場合にも有効的には引力が働いてクラスター化していくこと(軌道の合流)が知られている。しかしながら、速度場が記憶のないガウシアンで与えられる場合などの単純な状況では、この現象は二粒子に個別に加わる熱ノイズに対して不安定である。一方で、昨年度得られた軌道のRSBは、この軌道の合流のうち個別な熱ノイズに対して安定なものである。申請者はこれらの違いを理解するための第一歩として、速度場が記憶のないガウシアンで与えられる状況にわずかに記憶を加えることによって軌道の合流が安定化されるかどうかを調べた。その結果、記憶によって軌道のRSBが生じるまでにはならないが、相対拡散では一粒子拡散から期待されるよりも個別のノイズの効果が強く抑制されることを示した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Suppression of thermal noise in a non-Markovian random velocity field2016

    • Author(s)
      Masahiko Ueda
    • Journal Title

      J. Stat. Mech.

      Volume: 2016 Issue: 2 Pages: 023206-023206

    • DOI

      10.1088/1742-5468/2016/02/023206

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Replica symmetry breaking in trajectories of a driven Brownian particle2015

    • Author(s)
      Masahiko Ueda, Shin-ichi Sasa
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett.

      Volume: 115 Issue: 8 Pages: 080605-080605

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.080605

    • NAID

      120005672553

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ランダム速度場上ブラウン粒子における相対拡散の抑制2016

    • Author(s)
      上田仁彦
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 軌道の統計力学に基づくトラップモデルの解析2016

    • Author(s)
      上田仁彦, 佐々真一
    • Organizer
      第6回京都若手ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-03-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Replica symmetry breaking in trajectories of a driven Brownian particle2015

    • Author(s)
      Masahiko Ueda, Shin-ichi Sasa
    • Organizer
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2015-08-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Replica symmetry breaking in trajectories of a driven Brownian particle2015

    • Author(s)
      Masahiko Ueda, Shin-ichi Sasa
    • Organizer
      Yukawa International Seminar 2015 (YKIS2015): New Frontiers in Non-equilibrium Statistical Physics 2015
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2015-08-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 駆動されたブラウン粒子の軌道におけるレプリカ対称性の破れ2015

    • Author(s)
      上田仁彦, 佐々真一
    • Organizer
      東京大学物性研究所短期研究会「ガラス転移と周辺分野の科学」
    • Place of Presentation
      東京大学物性研究所
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Replica symmetry breaking in trajectories of a driven Brownian particle2015

    • Author(s)
      Masahiko Ueda, Shin-ichi Sasa
    • Organizer
      Engineering of Chemical Complexity
    • Place of Presentation
      Garching
    • Year and Date
      2015-06-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 駆動されたブラウン粒子の軌道におけるレプリカ対称性の破れ2015

    • Author(s)
      上田仁彦、佐々真一
    • Organizer
      第5回京都若手ソフトマター研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-03-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] バイアスされたOnsager-Machlup経路確率における凝縮2014

    • Author(s)
      上田仁彦、佐々真一
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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