ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立

• Project Area: Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems
• Project/Area Number: 18H05192
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐野 雅己 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40150263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野口 博司 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00514564)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 非平衡系 / 普遍法則 / 非平衡ゆらぎ / 自己組織構造 / ソフトマター / 非平衡統計力学 / 散逸構造 / ソフトマター物理学 / 非平衡相転移

Outline of Annual Research Achievements

新学術領域研究の事後評価の年度であり、事後評価用資料の作成、事後評価ヒアリングに向けた打合せ、最終成果報告書のとりまとめなどを行った。Webページによる業績報告の更新や成果の公開は終了後も継続して行った。
本領域では、統計力学を核としつつ、量子凝縮系、固体物理、ソフトマター、非線形科学などの異分野の実験家と理論家を結集し、「非平衡系の普遍法則」を強く意識した研究を展開した。その意味で、世界的にも例を見ない、幅広い分野と研究対象を包含した研究領域であった。その結果として、凝縮系から生命現象まで、微小なゆらぎと構造を調べるための種々の新しい実験技術の開発が行われ、理論的にも非平衡系の普遍法則に対する理解は格段に深まった。具体的には、量子系を含む微小な系の非平衡熱力学やゆらぎに関する新規の理論、情報を含んだ熱力学の拡張と生物学への適用などに関して大きな理論的進展があった。実験では、理論との緊密な連携により、量子液体のゆらぎと非平衡ダイナミクスの精密定量化、負の粘性の発見、スケールによらない普遍性として、成長界面の形状とゆらぎの普遍性や非平衡相転移としての層流・乱流転移の解明などがなされた。また、人工物から生物まで、自己駆動粒子の集団を統一的に扱うアクティブマターの研究分野、複製と自己生産、運動の機能を持つベシクル型人工細胞の研究分野も大きな進展を遂げ、これらの融合領域の日本における創設の役割を果たした。
これらの学術的な成果に加え、構成員による積極的なアウトリーチ活動や国内外への情報発信により、非平衡科学の広さと深さを知らしめることができ、結果として多くの優秀な若手研究者の育成と成長につながった。

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。

Research Products

• [Journal Article] Hydrodynamic rot- let dipole driven by spinning chiral liquid crystal droplets (2019)
  • Author(s): T. Yamamoto, and M. Sano:
  • Journal Title: Physical Review E, Volume: 99 Issue: 2
  • DOI: 10.1103/physreve.99.022704
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 有向パーコレーションと乱流 遷移 (2019)
  • Author(s): 玉井敬一，佐野雅己
  • Journal Title: 応用数理 Volume: 28
  • NAID: 130007720876
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How to experimentally probe universal features of absorbing phase transitions using steady state (2018)
  • Author(s): Tamai Keiichi、Sano Masaki
  • Journal Title: Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment Volume: 2018 Issue: 12 Pages: 123207-123207
  • DOI: 10.1088/1742-5468/aaeb42
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 細胞の集団運動とトポロジカル欠陥 (2018)
  • Author(s): 川口 喬吾, 影山 龍一郎, 佐野 雅己
  • Journal Title: 生物物理 Volume: 58 Pages: 134-138
  • NAID: 130007378609
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 層流・乱流転移- 非平衡相転 移としての乱流 (2018)
  • Author(s): 佐野雅己，玉井敬一:
  • Journal Title: 日本物理学会誌 Volume: 73 Pages: 463-468
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Extracting Dynamics from Data in Active Matter: Force and Tissue Dynamics (2019)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: Gordon Research Conference on Complex Active and Adaptive Material Systems, Jan. 29, 2019, Ventura, USA.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Tissue Dynamics as Active Matter: The Role of Topological Defects in Nematic Order (2019)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: Kyoto Winter School 2019, “ Quantifying Dynamics of Life“ , Mar. 18, 2019, Kyoto, Japan.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A physical mechanism controlling collec- tive dynamics of neural stem cells: Topological de- fects in nematically ordered state, (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: Universal Biology Institute-Mechanobiology Institute Joint Symposium, April 14, 2018, Singapore, Singapore
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Extracting Dynamics from Data in Active Matter: Force and Tissue Dynamics (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: ENS-UT Joint Workshop, Sept. 28, 2018, Paris, France
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Extracting Dynamics from Data in Active Matter: Force and Tissue Dynamics of Neural Stem Cells (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: Self-Organization in Active Matter: from Colloids to Cells, Oct. 5, 2018, Erice, Italy.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Nonequilibrium Phase Transition in Shear Flow (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: 10th Dynamics Days Asia Pacic, Nov. 4, 2018, Xiamen, China.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Extracting Dynamics from Data in Collective Cell Migration: Force and Tissue Dynamics (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: Mechanobiology after 10 years: The Promise of Mechanomedicine, Nov. 10, 2018, Singapore, Singapore
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Nonequilibrium Phase Transition in Shear Flow (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: International Conference on APEF2018 (Advances in Physics of Emergent Orders in Fluctuations), Nov. 15, 2018, Tokyo, Japan.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Orientational Order and Topological Defects in Biological Active Matter (2018)
  • Author(s): M. Sano
  • Organizer: Soft Matter Physics: from the perspective of the essential heterogeneity, Dec. 10, 2018, Fukuoka, Japan.
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立
  • URL: https://noguchi.issp.u-tokyo.ac.jp/projects/sfs/index.html