クローン多体系のLyapunov指数とマクロ的性質との関係

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09878088
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西原 功修 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (40107131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上島 豊 日本原子力研究所, 関西研・光量子グループ, 博士研究員 ; 村上 匡且 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助手 (80192772)
• Keywords: クローン多体系 / Lyapunov指数 / 軌道不安定性 / 強結合プラズマ / 1成分プラズマ

Research Abstract

1. クーロン多体系の色々な状態、すなわち希薄プラズマ、強結合プラズマ、固体プラズマでの個々の荷電粒子ダイナミックスを扱う3次元粒子コード手法を開発した。
2. 熱平衡クーロン多体系は軌道不安定性に対して不安定であることを示し、エルゴード性の根拠を与えた。
3. 気体、液体、及び固体プラズマの軌道不安定性の成長率、すなわちLyapunov指数をシミュレーションより求め、各状態でのクーロン結合定数依存性が異なることを見いだした。また、相転移に伴りLyapunov指数に跳びが存在することを示した。
4. 希薄プラズマのLyapunov指数と誘電応答関数との関係を理論的に明らかにし,Lyapunov指数がプラズマ周波数程度になることを示した。この結果はシミュレーションと良い一致を見た。
5. 強結合プラズマ(液体)のLyapunov指数のイオン結合定数依存性を剛体球モデルから求めシミュレーション結果と一致することを示した。
6. 強結合プラズマのLyapunov指数と熱伝導係数との関係を明らかにした。
7. 固体プラズマの軌道不安定性が非線形格子振動から説明できることを示し、その温度依存性からクーロン結合定数依存性がシミュレーションと一致することを示した。
8. 希薄プラズマの軌道不安定性は、Debye遮蔽球中に含まれる非常に多くの粒子が作るクーロン場を、最接近粒子がその対称性を破ることに起因していることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] K. Nishihara: "Lyapunov exponent of dilute gas, liquid and solid plasmas" Plasma Phys. Control. Fusion. 41. (1999)
• [Publications] Y. Ueshima: "Relation between Lyapunov exponent and dielectric response function in dilute one component plasmas" Phys. Rev. Lett.79・12. 2249-2253 (1997)
• [Publications] Y. Ueshima: "Particle simulation of Lyapunov ecponents in one-component strongly coupled plasmas" Phys. Rev. E. 55・3B. 3439-3449 (1997)