2014 Fiscal Year Annual Research Report
ガラスにおける遅いゆらぎのダイナミクスと隠れた秩序
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
25103005
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮崎 州正 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40449913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉野 元 大阪大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (50335337)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 統計力学 / 化学物理 / 物性基礎論 / ガラス転移 / ソフトマター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．ランダムピン系の理想ガラス転移
現実的な液体系でガラス転移点を観測することは、観測時間の発散のために実験的にも数値的にも不可能であった。宮崎は液体の構成粒子の一部をランダムに凍結させる（ピンさせる）ことにより、熱平衡状態を保ったままガラス転移点を数値実験により観測した。そこでは残留エントロピーが消失し、オーバラップが不連続に変化する真の熱力学的転移点である。
2.最近、高次元極限での剛体球系では、レプリカ液体論によるガラスの平均場理論が厳密に展開できることが明らかになってきている。吉野はこの系においてシア歪みを含む場合に一般化した剛体球ガラスの自由エネルギーの厳密な表式を導出することに成功した。これに基づき、剛性率の厳密な計算(1段階のレプリカ対称性の破れ(RSB)、および連続RSBの場合)を行った。特に、ジャミング転移点近傍にあるランダム充填系の剛性率の臨界スケーリング則を、初めて第一原理的な理論計算から捉えることができた。さらに、連続RSB構造を反映して、階層的な剛性率が予言され、metabasinの剛性率は、上記の剛性率よりもずっと小さく、別のスケーリング則に従うことが明らかになった。 (論文発表 Yoshino-Zamponi, Physical Review E (2014)) また、吉野は、Zamponi博士らとともにさらに平均場理論をさらに展開し、上記の剛体球ガラスの準安定状態を圧縮してジャミングさせたり、逆に減圧して溶かしたり、シアを掛けて降伏させたりするプロセスを追う(state following)解析を行った。その結果、線形応答のみならず、非線形応答、特に降伏応力を捉えることに成功した。(Rainone-Urbani-Yoshino-Zamponi, Physical Revlew Letters (2015)).
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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
研究課題の大きな流れとしては、非常にインパクトの強い成果が出始めており、それが国内外で一定の評価を得ている点で満足している。一方、その成果を出版論文の形で十分に発表できておらず、今後の課題である。複数のプロジェクトが発展的に進捗している点は当初の目標をおおむね満たしていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度、ガラス転移の基本問題となる転移点の存在を示唆する結果を得たことを受けて、今後いよいよ本格的に転移点近傍での系の臨界的性質やダイナミクスを精査する。
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[Presentation] An Unprecedentedly Mean-Field-Like Glass Former2014
Author(s)
Daniele Coslovich, Atsushi Ikeda, Kunimasa Miyazaki
Organizer
Workshop on Percolation and the Glass Transition: Kinetically-Constrained Models, Bootstrap Percolation, Mixed-Order Phase Transitions, and Large Deviations -
Place of Presentation
Tel Aviv University, Israel
Year and Date
2014-10-19 – 2014-10-23
Invited
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