2016 Fiscal Year Research-status Report
液体の動的構造因子と横波の関係～古典および第一原理分子動力学法
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15K05214
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
宗尻 修治 広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (90353119)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 液体 / 動的構造因子 / 横波 / 分子動力学シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液体ガリウム、銅、鉄、スズなど、１種類の原子から構成される比較的単純と考えられる液体においても、動的構造因子に２つ以上の振動ピークが含まれていることがＸ線非弾性散乱実験により示されている。ひとつはよく知られている通常の縦波音波であり、もうひとつは、より低振動数の縦波振動である（これをT-modeと呼ぶことにする）。このT-modeは、液体中の横波の振動の様子を、間接的に表していると考えられているが、現在のところ、そのT-modeの出現機構は明らかになっていない。
本研究の目的は、このピークが、どのような原子の運動によって現れるかを明らかにすることである。昨年度、液体中の二つの原子に着目し、互いが、横方向に振動するとき、それが縦方向の振動にどう影響するかを分析する方法を開発し、その方法を古典分子動力学によって求めた統計精度の十分な液体銅の時系列データに適用した。その結果、注目している二つの原子Ａ，Ｂの間の縦方向の振動数は、Ａ，Ｂの近傍に別の原子Ｃが存在するときは、そうでない場合に比べて小さくなり、横方向の振動数に近づくことが分かった。つまり、横方向の振動が、縦方向の振動として現れる可能性を示した。今年度は、この分析方法を、第一原理分子動力学法によって求めた液体銅、およびカルシウムに対して適用し、同様な結果を得ることができた。これは、横波の振動の情報が、縦波（T-mode）として観測される可能性をミクロに示していると考えられる。
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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
おおむね予定どおりに、T-modeの起源となる原子の運動を特定するための解析方法を開発し、それを具体的な物質に適用して分析を行ってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終段階では、Ｘ線非弾性散乱実験でT-modeが観測された実際の液体を対象として、それぞれの物質固有の性質を定量的に議論するために、長時間の第一原理分子動力学シミュレーションを行い、原子ダイナミクスを分析する。
T-modeと横波が同時に存在するとき、どのような機構でそれらの振動数が近い値となるのか、また、横波が存在しないにもかかわらずT-modeが存在するのはなぜかについて、分析を進める。
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