| Project/Area Number |
20H01868
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Ikeda Atsushi 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00731556)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水野 英如 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (00776875)
齊藤 国靖 京都産業大学, 理学部, 准教授 (10775753)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 構造ガラス / 物理ゲル / 粉体 / ガラス物理 |
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| Outline of Research at the Start |
我々の身の回りには、構成要素が乱雑に配置したまま固化してしまった物質が多数ある。その代表的な形態として、(1)構造ガラス、(2)物理ゲル、(3)粉体の三つを取り上げる。これらの系は全て、乱れた粒子配置のまま固化した物質と言えるが、それぞれ(1)高密度な斥力粒子系、(2)低密度な引力粒子系、(3)散逸粒子系、という特徴を持つ。本研究では、大規模なシミュレーションや理論的な考察により、これらの系の低エネルギー励起の性質を明らかにする。さらにその知見に基づいて、特異な固化動力学や弾性・塑性を物理的に理解することを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
There exists a vast number of random systems in our world. “Structural glass”, such as silicate glass and polymer glass, is a densely packed random solid. “Physical gel”, such as polymer gel and colloidal gel, is a tenuous random solid. “Granular material”, such as sand pile, is a dissipative random solid. These random solids have been studied separately in their own context. By contrast, this work systematically studied these systems focusing on their low-energy excitations, whose understanding have recently advanced much. In particular, we studied the mechanical properties (rheology, viscoelasticity) and relaxation dynamics of these systems and obtained several new theoretical results.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
構造ガラス・物理ゲル・粉体は、自然界に遍在する物質群である。従来研究では、これらの物質群が個別的に研究されてきた。一方で本研究では、ガラス系の低エネルギー励起の理解の進展に基づき、これらの物質群を同じ土俵上で系統的に研究した。各研究で得られた成果は、多くの学術雑誌に公表されている。例えば、異常粘性散逸の理論、Johari-Goldstein緩和の理解、物理ゲルの低エネルギー励起の解明など、新規かつ独自な成果が多く、その学術的意義は高い。さらに本研究の統一的なアプローチは、これらの物質群に対する俯瞰的な視座を提供しており、そこに独自の学術的・社会的意義がある。
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