Squeezing active matter: Exploring low-dimensional properties in collective motion

• Project/Area Number: 23K25838
• Project/Area Number (Other): 23H01141 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西口 大貴 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20850556)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2024: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2023: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: アクティブマター / アクティブ乱流 / バクテリア / 集団運動 / 非平衡物理学

Outline of Research at the Start

アクティブマター集団運動は、２次元系での理解が成熟し、３次元系へと興味が移りつつある。しかし実験的には、２次元と３次元の間に位置する擬２次元系が重要となる。２枚の平行平板に挟まれた擬２次元系では、単純な状況でも流体力学の理論上の困難がある一方で、実験では特異な相互作用や相関の発散が報告されている。したがって、２次元から３次元への拡張は単調な変化ではなく、その間の擬２次元において特異性を持つ非単調な挙動を示すと期待できる。そこで本研究では、３次元から押しつぶして擬２次元という特殊な低次元環境へと連続的に遷移させることで、アクティブマターの次元依存性と新奇な低次元物性を究明する。