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Time series analysis to extract the essence of the polyatomic dynamics

Research Project

Project/Area Number 24750002
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionShizuoka University (2013-2014)
Hokkaido University (2012)

Principal Investigator

KAWAI Shinnosuke  静岡大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90624065)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords動力学 / 凝縮相 / データ解析 / 熱的環境 / エネルギー地形 / 相互作用 / ダイナミクス / 運動モード / 次元低減 / 分子動力学 / 一般化ランジュバン方程式 / 化学反応ダイナミクス / 実効自由度 / 熱ゆらぎ / 実効的な次元 / 生体分子
Outline of Final Research Achievements

Many phenomena in chemistry and biology consists of various interactions among a huge number of atoms. In the time evolution of such systems, often not all of the atomic coordinates are equally important, but it is expected that there are a relatively small number of quantities that represent the system and describe its essential part. The present study has developed the fundamental concept of such representative variables, the method to extract them from a given data series, and the basic principles that determine their time evolution.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Reaction Coordinates for Elucidating Reaction Dynamics with Anharmonic Couplings2015

    • Author(s)
      S. Kawai
    • Journal Title

      International Journal of Quantum Chemistry

      Volume: 115 Issue: 5 Pages: 247-252

    • DOI

      10.1002/qua.24754

    • NAID

      120005652419

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多自由度系におけるエネルギー地形概念2014

    • Author(s)
      河合信之輔
    • Journal Title

      分子シミュレーション研究会会誌“アンサンブル”

      Volume: 16 Pages: 16-21

    • NAID

      130005087680

    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Journal Article] Numerical Construction of Estimators for Single-Molecule Fluorescence Measurements2013

    • Author(s)
      Shinnosuke Kawai, David Cooper, Christy F. Landes, Henning D. Mootz, Haw Yang, Tamiki Komatsuzaki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 117 Issue: 27 Pages: 8061-8074

    • DOI

      10.1021/jp402328m

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      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reactivity boundaries to separate the fate of a chemical reaction associated with an index-two saddle2013

    • Author(s)
      Y. Nagahata, H. Teramoto, C.-B. Li, S. Kawai, and T. Komatsuzaki
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 87 Issue: 6

    • DOI

      10.1103/physreve.87.062817

    • NAID

      120005510939

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of timescale on energy landscape: Distinction between free-energy landscape and potential of mean force2013

    • Author(s)
      Shinnosuke Kawai and Tamiki Komatsuzaki
    • Journal Title

      Physical Review E, RAPID COMMUNICATIONS

      Volume: 87 Issue: 3

    • DOI

      10.1103/physreve.87.030803

    • NAID

      120005228630

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      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shinnosuke Kawai and Tamiki Komatsuzaki2012

    • Author(s)
      Laser Control of Chemical Reactions by Phase Space Structures
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 8 Pages: 854-861

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120085

    • NAID

      130004153100

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  • [Presentation] 水溶液中のイオンの拡散挙動における環境ダイナミクス2015

    • Author(s)
      河合信之輔,田中明徳,久邇実加子,関根理香
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日本大学船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 多自由度系ダイナミクスにおける隠された自由度の抽出2015

    • Author(s)
      河合信之輔
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子動力学による水溶液中の金属イオンの挙動解析2014

    • Author(s)
      田中 明徳,関根 理香,河合 信之輔
    • Organizer
      第4回CSJフェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      2014-10-14 – 2014-10-16
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 多自由度系におけるエネルギー地形概念と隠された動的自由度の抽出2014

    • Author(s)
      河合信之輔
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
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  • [Presentation] 金属イオンの水和における動的挙動と環境モード2014

    • Author(s)
      田中 明徳,関根 理香,河合 信之輔
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 多自由度系におけるエネルギー地形概念と運動方程式2014

    • Author(s)
      河合信之輔
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      日本物理学会第69回年次大会
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      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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  • [Presentation] パターン形成における本質的な高次相関情報量の抽出2014

    • Author(s)
      宮川尚紀,寺本央,河合信之輔,李振風,小松崎民樹
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Essential Coordinates to Describe the Dynamics of Many-atom Systems2013

    • Author(s)
      S. Kawai, H. Teramoto, and T. Komatsuzaki
    • Organizer
      5th JCS (Japan, Czech, Slovakia) International Symposium on Theoretical Chemistry
    • Place of Presentation
      Todai-ji Culture Center (奈良県奈良市)
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      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 時間スケールに依存して変化する実効自由度とエネルギー地形2013

    • Author(s)
      河合信之輔,寺本央,小松崎民樹
    • Organizer
      第7回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 反応の運命を分ける反応性境界:定義の一般化とH5+プロトン移動反応における反応性境界の抽出2013

    • Author(s)
      永幡裕,河合信之輔,寺本央,C.-B. Li,小松崎民樹
    • Organizer
      第7回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 凝縮相の動的現象の本質を記述する少数の自由度2013

    • Author(s)
      河合信之輔
    • Organizer
      第58回物性若手夏の学校(分科会招待講演)
    • Place of Presentation
      白浜荘(滋賀県高島市)
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      2013 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 実験データからノイズを取り除き背後の物理量を評価する方法2013

    • Author(s)
      河合信之輔,D. Cooper,C. Landes,H. D. Mootz,H. Yang,小松崎民樹
    • Organizer
      日本化学会北海道支部2014年夏季研究発表会
    • Place of Presentation
      北見工業大学(北海道北見市)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 生体分子の長時間ダイナミクスと実効自由度2013

    • Author(s)
      河合信之輔,寺本央,小松崎民樹
    • Organizer
      第 16 回理論化学討論会
    • Place of Presentation
      福岡市健康づくりサポートセンターあいれふ(福岡県福岡市)
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 任意の確率分布に対する推定量の数値的構成2013

    • Author(s)
      河合信之輔,David Cooper,Christy Landes,Henning D. Mootz,Haw Yang,小松崎民樹
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      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 反応の「始状態・終状態」を一義的に分ける相空間構造2013

    • Author(s)
      永幡 裕、河合 信之輔、寺本 央、李 振風、小松崎 民樹
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 大自由度分子系のダイナミクスを支配する少数の本質的自由度の抽出2013

    • Author(s)
      河合信之輔
    • Organizer
      平成24年度日本化学会北海道支部奨励賞受賞講演
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(札幌市)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 多自由度化学反応系の本質部分を記述する少数自由度の抽出2013

    • Author(s)
      河合信之輔、寺本央、小松崎民樹
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      化学系学協会北海道支部2013年冬季研究発表会
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      北海道大学札幌キャンパス(札幌市)
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  • [Presentation] 一分子時系列から掘り起こす多次元自由エネルギー地形の情報理論的構成法の開発2013

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      千葉勇太、河合信之輔、馬場昭典、寺本央、李振風、小松崎民樹
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      化学系学協会北海道支部2013年冬季研究発表会
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      北海道大学札幌キャンパス(札幌市)
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  • [Presentation] 2つの反応方向をもつサドルにおける化学反応:反応の運命を分ける反応性境界の抽出2013

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      永幡裕、寺本央、李振風、河合信之輔、小松崎民樹
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      化学系学協会北海道支部2013年冬季研究発表会
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      北海道大学札幌キャンパス(札幌市)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Time Scales on the Essential Dimensionality of a Dynamical System2012

    • Author(s)
      Shinnosuke Kawai, Hiroshi Teramoto, Tamiki Komatsuzaki
    • Organizer
      The 13th RIES-Hokudai International Symposium ”律”
    • Place of Presentation
      CHATERAISE Gateaux Kingdom Sapporo(札幌市)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Construction of “Optimal” Estimators for Arbitrary Probability Distributions2012

    • Author(s)
      Shinnosuke Kawai, Tamiki Komatsuzaki
    • Organizer
      新学術領域「少数性生物学」第1回国際会議2012 Paradigm Innovation in Biology: Novel Strategy and Thinking
    • Place of Presentation
      Academia Sinica Activity center (Taipei,台湾)
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  • [Presentation] 遷移状態とは何か―鞍点の周囲で起こる運動とその制御2012

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      河合信之輔、小松崎民樹
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      化学反応経路探索のニューフロンティア2012
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京)
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  • [Presentation] 凝縮相ダイナミクスにおける時間スケールのエネルギー地形への影響2012

    • Author(s)
      河合信之輔、小松崎民樹
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京)
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  • [Presentation] 高次ランクサドルを含めた化学反応ダイナミクスにおける反応の境界2012

    • Author(s)
      永幡 裕、寺本 央、李 振風、河合 信之輔、小松崎 民樹
    • Organizer
      第6回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京)
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  • [Presentation] Extracting Boundary of Reaction Associated with an Index-two-saddle from a Two Degree-of-Freedoms System2012

    • Author(s)
      Y. Nagahata, S. Kawai, H. Teramoto, C. Li and T. Komatsuzaki
    • Organizer
      第28回化学反応討論会
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパス(福岡県春日市)
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      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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