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Nonlinear rheology of liquid crystals in a random environment

Research Project

Project/Area Number 15J01614
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

芳賀 大樹  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords統計物理 / 物性基礎 / 相転移 / 不規則系 / 非平衡 / ランダム系 / 非平衡相転移 / 液晶 / Kosterlitz-Thouless転移 / 超流動
Outline of Annual Research Achievements

空間的に非一様なランダムネスが系の臨界的な振る舞いに対してどのような影響を及ぼすのかという問題は長年にわたって統計力学における中心的な課題の一つであった。クリーンな系の臨界現象を議論する際に有効な摂動論的な繰り込み群の手法をランダム系に適用すると、「次元削減」(Dimensional reduction)と呼ばれる結果が得られることが70年代から知られている。この性質は、ランダム系の臨界的な振る舞いが次元の2だけ低いクリーンな系のそれと等しいことを予想する。しかしながら次元削減は常に成立しているわけではなく、低い次元では誤った結論を導いてしまうことがある。こうした次元削減の破れはランダム系には素朴な摂動論では捉えられない非自明な物理が潜んでいることを示唆している。
本研究では非平衡外力によって駆動されるランダム系の相転移や臨界現象を対象としている。この場合にも平衡系と同様に摂動論的な繰り込み群は破綻することが予想される。非平衡系に特有の非摂動論的な振る舞いを評価する上で、非平衡版の次元削減を定式化し、それがいつ・どのように破れるのかを明らかにすることは重要である。そこで本年度は、非平衡定常状態に駆動されるランダム系のある種のモデルに関して、新しいタイプの次元削減を導入し、非摂動論的な繰り込み群の手法を用いてそれがどのような場合に成立するのかを調べた。
具体的には、ランダムポテンシャル中を一様かつ定常な速度で駆動されるスピンモデルと弾性界面の二種類のモデルを考える。温度がゼロの場合には、ある現象論的な議論から、これらのモデルの臨界的な振る舞いは次元が1だけ低いクリーンな平衡系のそれと等価であることが予想される。続いて非摂動論的繰り込み群を適用することで臨界指数を計算し、それを次元削減から予想される値と比較した。さらに、次元削減が成立するパラメーターの範囲も決定した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Dimensional reduction and its breakdown in the driven random-field O(N) model2017

    • Author(s)
      Haga Taiki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 96 Issue: 18 Pages: 184202-184202

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.184202

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bogoliubov Theory for a Superfluid Bose Gas Flowing in a Random Potential: Stability and Critical Velocity2017

    • Author(s)
      Haga Taiki
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 190 Issue: 3-4 Pages: 154-177

    • DOI

      10.1007/s10909-017-1827-6

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical Velocity of a Superfluid Bose Gas Flowing in a Random Potential2016

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 183 Issue: 3-4 Pages: 136-143

    • DOI

      10.1007/s10909-016-1527-7

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Nonequilibrium quasi-long-range order of a driven random-field O(N) model2015

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 92 Issue: 6 Pages: 062113-062113

    • DOI

      10.1103/physreve.92.062113

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Non-equilibrium Kosterlitz-Thouless Transition in a Three-Dimensional Driven Disordered System2017

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Organizer
      International Workshop on Glasses and Related Nonequilibrium Systems
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      2017-03-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非平衡定常状態に駆動されたランダム系におけるKosterlitz-Thouless転移2017

    • Author(s)
      芳賀大樹
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 非平衡定常状態に駆動されたランダム系における次元削減とその破れ2017

    • Author(s)
      芳賀大樹
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonequilibrium Kosterlitz-Thouless transition in a three-dimensional driven disordered system2017

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Organizer
      30th Marian Smoluchowski Symposium on Statistical Physics (Krakow, Poland)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nonequilibrium Kosterlitz-Thouless Transition in a Three-Dimensional Driven Disordered System2017

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Organizer
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2017 (Sendai, Japan)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 4次元ランダム場XYモデルにおける準長距離秩序2016

    • Author(s)
      芳賀大樹
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-equilibrium quasi-long-range order of a driven random field O(N) model: Numerical and Renormalization group study2016

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Organizer
      STATPHYS26
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Year and Date
      2016-07-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ランダムポテンシャル中を流れる超流動Bose気体における臨界速度2015

    • Author(s)
      芳賀大樹
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪、関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Critical velocity of superfluid Bose gas flowing in a random potential2015

    • Author(s)
      Taiki Haga
    • Organizer
      International Conference on Quantum Fluids and Solids 2015
    • Place of Presentation
      Buffalo, USA
    • Year and Date
      2015-08-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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