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液晶電気対流におけるミクロな鏡像反転対称性の破れとマクロ平面流の関係

Research Project

Project/Area Number 17J05559
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

深井 洋佑  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords非平衡 / 液晶 / 電気対流 / 界面成長 / 協同現象 / 液晶電気対流 / コレステリック液晶 / 散逸構造
Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、コレステリック液晶の電気対流中で現れるパターンの動きについて研究を行った。具体的には、まず光褪色後蛍光回復法(FRAP)を用いて流体的な流れの有無を推定するために、用いる液晶材料を検討した。液晶・蛍光色素の組み合わせを検討し、レーザー光による退色が明瞭に観察できる条件を見出した。また、大視野での観察とimage correlation velocimetry 解析を行うとともに、電極の形を変えた実験を行った。本研究により、平面流のさらなる特徴づけによってその起源を探るための実験手法を構築できた。今後は他研究室との共同研究として実験を進める予定である。
加えて、液晶電気対流中での位相欠陥のダイナミクスにおいて普遍的なゆらぎを伴う界面成長過程と吸収状態転移の双方が現れることに着想を得て、数値モデルを用いてこれらの普遍ゆらぎの間の関係を調べた。具体的には、吸収状態転移の代表的な普遍クラスである有向パーコレーション(Directed Percolation,DP)クラスの転移を記述するLangevin 方程式を、ある境界(活性壁)での活性状態(液晶電気対流では位相欠陥乱流に対応する)の密度が常に一定である活性壁境界条件のもとでシミュレートし、活性壁から成長する活性状態の作る界面の成長過程を調べた。結果として、界面のゆらぎの大きさが、DP クラスの相関時間より小さな時間スケールではDP クラスの普遍的な指数、大きな時間スケールでは界面成長過程の代表的な普遍クラスであるKardar-Parisi-Zhang(KPZ)普遍クラスの指数のもとで成長するというクロスオーバーを示すことを見出した。本研究によって、非平衡系における異なる普遍ゆらぎの関係について理解を推し進めることができた。この結果について現在論文を執筆中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] ジョージア工科大学/ハーバード大学/テネシー大学(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] トゥウェンテ大学(オランダ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Kardar-Parisi-Zhang Interfaces with Inward Growth2017

    • Author(s)
      Yohsuke T. Fukai and Kazumasa A. Takeuchi
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 119 Issue: 3 Pages: 030602-030602

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.030602

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Large-scale flow out of spatiotemporal chaos in electroconvection of cholesteric liquid crystal2019

    • Author(s)
      Yohsuke T. Fukai、Masaki Sano
    • Organizer
      APS March Meeting 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 吸収状態相転移における普遍的界面ゆらぎ2019

    • Author(s)
      深井洋佑、玉井敬一、山口裕樹、平岩徹也
    • Organizer
      2019年 日本物理学会74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Universal Kardar-Parisi-Zhang fluctuations with finite-curvature initial conditions2018

    • Author(s)
      Yohsuke T. Fukai、Kazumasa A. Takeuchi
    • Organizer
      International Conference on Advances in Physics of Emergent orders in Fluctuations
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コレステリック液晶の電気対流で起こる大スケール流れ2018

    • Author(s)
      深井洋佑、佐野雅己
    • Organizer
      第17回 関東ソフトマター研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Large-scale flow in electroconvection of cholesteric liquid crystal2018

    • Author(s)
      Yohsuke T. Fukai, Masaki Sano
    • Organizer
      Fundamental Problems in Active Matter
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コレステリック液晶の電気対流で生じる大スケール平面流2017

    • Author(s)
      深井洋佑, 佐野雅己
    • Organizer
      2017年 日本物理学会秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Fluctuation of ingrowing Kardar-Parisi-Zhang interfaces2017

    • Author(s)
      深井 洋佑, 竹内 一将
    • Organizer
      ゆらぎと構造の協奏 第4回領域研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属研究室のWebページ

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究者のWebページ

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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