2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
25103002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐々 真一 京都大学, 理学研究科, 教授 (30235238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 尚子 茨城大学, 理学部, 教授 (60311586)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 統計物理 / ゆらぎ / 非平衡 / 熱力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表的な成果を3点あげる。
その１：巨視的な輸送係数がスケールに依存する現象は乱流や低次元系で観測されている。このような現象をもっとも簡潔に記述するのは確率過程であることが示唆されてきた。しかしながら、現在までの知見では、この確率過程を理論的に決めることはできていない。そこで、化学波乱流を例にとり、スケール依存輸送係数を与える最小模型を理論的に構築する方法を提示した。この結果を論文にまとめた。現在、投稿中である。
その２：平衡ゆらぎについては、ゆらぎと応答に関する関係式が知られているが、非平衡ゆらぎではそれが破綻する。その場合、破れの程度とエネルギー散逸の関係が原田＝佐々関係式として１２年前に見出されている。その一方、近年、時間スケールが異なる系において「隠れたエネルギー散逸」の寄与が問題となっている。本研究では、隠れたエネルギー散逸がある場合の典型例について、原田＝佐々関係式の見え方を議論し、実際の実験で役立てる提案を行った。この結果は、Phys. Rev. Lett. に出版された。
その３：熱伝導状態における気液転移に関して、熱力学拡張のアイデアにもとづき新しい変分原理を提案した。その際の鍵アイデアが、大域的な温度の定義である。これまでにない有効温度であるが、熱力学の拡張として、非平衡ゆらぎの理論として、唯一自然なものとなっている。そして、具体的に変分原理が導く実験結果を計算した。この課題は、交付申請書に記した「非平衡ゆらぎの熱力学体系」の核心部分に位置する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
熱伝導状態の気液転移の定式化が4年目で始動できたのは良かった。現在、そこで浮かび上がっている多くの論点を消化している途中である。また、上記で述べた成果以外にも、平成27年度に見出されたエントロピーを対称性から特徴づける研究についても順調にすすめ新しい論文を投稿した。さらに、平衡ゆらぎの時間発展について、近年混乱した議論があったため整理を行なった。この結果は、論文として出版された。
全体として、研究の立ち上げ、研究の転回、論文としてのまとめ、論文出版に位置する複数の課題が有機的に展開しており、順調といってよい。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であり、5年間の集大成に位置づけられる論文を出版することを目標とする。具体的には、熱伝導状態における気液転移の例題に始まる問題群を解決し、非平衡統計力学の新しい拠点となる理論にまで昇華させる。これは代表者と分担者の共同研究として実行し、また、領域内の実験家とも相談しながらすすめる。
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