The functional role of structure formation principle and outside noise in self-organization

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Emergent Chemistry of Nano-scale Molecular System
• Project/Area Number: 20111003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: KAI Shoichi Kyushu University, 大学院・工学研究院, 教授 (20112295)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Keywords: 自己組織化 / 創発ノイズ / 階層性 / 揺動定理 / 確率共鳴 / ナノ構造 / VLSプロセス / 分子動力学法

Research Abstract

非平衡開放系は階層性と創発性の基本であり、普遍性の高い研究課題である。最近、このような系に見られる自己組織化現象で内部揺らぎや外部雑音が重要な役割を果たすことが見いだされた。生まれる構造と生じる物性・機能は互いに密接に関連し、そのため形成原理や雑音の役割の解明は、期待する新機能をもった分子ナノシステムの設計プログラムと密接に結びつき、重要である。
本研究では、物理・生体系における自己組織化階層構造の構築原理を確立し、雑音の機能的役割を明らかにする。あわせて、その発展として分子ナノシステムでの自己組織化現象における雑音の機能性と制御原理、ならびに創発機構の解明を図る。

Research Products

• [Journal Article] Magnetic Field Dependence of Spatiotemporal Chaos in a Homeotropic Nematic System (2010)
  • Author(s): F.Nugroho, Y.Hidaka, S.Kai, et al.
  • Journal Title: J.Phys.Soc.Jpn. Vol.79, No.12 Pages: 123001-1-123001-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical study on the difference inmechanism between vapor-solid andvapor-liquid-solid solidification processes (2010)
  • Author(s): M.Suzuki, Y.Hidaka, S.Kai, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.E Vol.82 Pages: 11605-1-11605-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A nonequilibrium temperature and fluctuation theorem for soft-mode turbulence (2010)
  • Author(s): Y.Hidaka, S.Kai, et al.
  • Journal Title: Physica D Vol.239 Pages: 735-738
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Symmetry-Dependent Defect Structures in Soft-Mode Turbulence (2009)
  • Author(s): R.Anugraha, Y.Hidaka, S.Kai, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.E Vol.80, No.4 Pages: 041701-1-041701-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Noise-Controlled Pattern Formation and Threshold Shift for Electro convection in the Conduction and Dielectric Regimes (2009)
  • Author(s): J.-H.Huh, S.Kai, et al.
  • Journal Title: Phys.Rev.E Vol.80 Pages: 066304-1-066304-19
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Theoretical study on VLS nanowire formationusing molecular dynamics simulation (2010)
  • Author(s): M.Suzuki, Y.Hidaka, S.Kai, et al.
  • Organizer: The International Chemical Congress of PacificBasin Societies
  • Place of Presentation: Hawai'iConvention Center, Honolulu, Hawai'i, U.S.
  • Year and Date: 2010-12-17
• [Presentation] 時空カオスの2重構造と揺らぎ定理基研研究会2010 非平衡系の物理 (2010)
  • Author(s): 日高芳樹, 鈴木将, 甲斐昌一, 他
  • Organizer: 非平衡ゆらぎと集団挙動
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所湯川記念館
  • Year and Date: 2010-11-19
• [Presentation] 多重ポテンシャルにおける確率共鳴 (2010)
  • Author(s): 鳴海孝之, 日高芳樹, 鈴木将, 甲斐昌一
  • Organizer: リズム現象の研究会
  • Place of Presentation: お茶の水女子大学
  • Year and Date: 2010-05-28
• [Presentation] 階層と自己組織化 (2009)
  • Author(s): 甲斐昌一
  • Organizer: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 筑波大学(招待講演)甲斐昌一
  • Year and Date: 2009-03-31
• [Presentation] 雑音が誘起する複雑現象と脳における確率共鳴, 平成20年度文部科学省 (2009)
  • Author(s): 甲斐昌一
  • Organizer: グローバルCOEプログラム(現象数理学の形成と発展)キックオフフォーラム
  • Place of Presentation: 明治大学紫紺館(招待講演)
  • Year and Date: 2009-03-07
• [Book] 未来を動かすソフトアクチュエータ(高分子・生体材料を中心とした研究開発) (2010)
  • Author(s): 甲斐昌一
  • Total Pages: 135-145
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • Author(s): 日高芳樹
  • Total Pages: 231-235
  • Publisher: NTS
• [Book] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • Author(s): 甲斐昌一
  • Total Pages: 8-10
  • Publisher: NTS
• [Book] 滑りと摩擦の科学(液晶のパターンダイナミクス) (2009)
  • Author(s): 日高芳樹, 甲斐昌一
  • Total Pages: 1-92
  • Publisher: 培風館