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2020 Fiscal Year Research-status Report

Free-energy-landscape approach to glass transition and aging

Research Project

Project/Area Number 18K03573
Research InstitutionRsearch Institute for Science Education, Inc.

Principal Investigator

小田垣 孝  科学教育総合研究所株式会社(研究・開発部), その他部局等, 主任研究員 (90214147)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords非平衡系 / エイジング / 自由エネルギーランドスケープ理論 / 待ち時間 / 瞬時減衰定数 / COVID-19 / SIQRモデル
Outline of Annual Research Achievements

・自由エネルギーランドスケープ理論に基づいた非平衡系におけるエイジングの研究を進め、瞬時減衰定数の待ち時間依存性からエイジングが2種類に分類できることを示すとともに、自由エネルギーランドスケープの緩和によるエイジングにより、中間散乱関数の複雑なエイジングが説明できることを示した。
・本研究で用いた数学的手法を用いて、COVID-19に対するSIQRモデルを提出した。蔓延を収束させるにはPCR検査に基づく隔離が重要であること、行動制限と緩和を繰り返すことにより波状の感染曲線が生じること、日ごと陽性者数の経時変化の簡単な解析法を考案し、感染状況が9種類に分類できることおよび感染を収束させている国のPCR検査数が圧倒的に多いことを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

7月開催予定の国際会議が延期され、また3月のアメリカ物理学会がオンライン開催となったため、旅費が執行できなかったが、「エイジングの待ち時間依存性」および「Adam-Gibbs 仮説の理論的根拠の証明」に関する論文を書き、現在推敲中であり、投稿がやや遅れている。また、自由エネルギーランドスケープ上の代表点の運動を解析する方法を確立するために、これまでの研究を精査し、さらに1次元ランダムウォークモデルに対するエイジングおよびその待ち時間依存性の詳しい解析に成功した。一方、科学者全員に課せられた緊急の課題であるCOVID-19の研究に対して、本研究の数学的手法を発展させたCOVID-19のSIQRモデルを提案し、検査による隔離が重要であることを示し、周期的感染曲線の特徴を明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

「エイジングの待ち時間依存性」の論文を仕上げて、投稿する。また、Adam-Gibbs 仮説の理論的基礎付けに関する論文を引き続き推敲し、投稿する。自由エネルギーランドスケープ上の代表点の運動の繰り込み群による解析を、具体的に行い、論文にまとめる。また、これまでの研究で明らかになってきた、ガラス転移に関わる比熱の総合的研究、アミロイドーシスへの応用を視野に入れた調査を継続して行う。

Causes of Carryover

2020年7月にプラハで開催予定であったLMC2020が2021年度に延期され、また2021年3月に開催されたアメリカ物理学会がオンラインとなり、さらに国内においても学会、研究会がオンライン開催となったために、旅費が執行できなかった。一方、本研究を発展させた研究論文の投稿料を支払った。2020年度に投稿を予定していた論文を今年度投稿し、可能な限り国際会議での発表を行う予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Self-organization of oscillation in an epidemic model for COVID-192021

    • Author(s)
      Odagaki Takashi
    • Journal Title

      Physica A: Statistical Mechanics and its Applications

      Volume: 573 Pages: 125925-1~5

    • DOI

      10.1016/j.physa.2021.125925

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relaxation of the free energy landscape and temperature modulation2021

    • Author(s)
      T. Odagaki, Y. Saruyama, T .Ishida
    • Journal Title

      Journal of Non-Crystalline Solids

      Volume: 558 Pages: 119448--1-5

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2019.05.024

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exact Properties of SIQR model for COVID-192021

    • Author(s)
      T. Odagaki
    • Journal Title

      Physica A

      Volume: 564 Pages: 125564--1-9

    • DOI

      10.1016/j.physa.2020.125564

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Self-organized wavy infection curve of COVID-192021

    • Author(s)
      T. Odagaki
    • Journal Title

      Scientific Reports (Springer Nature)

      Volume: 11 Pages: 1936-1--6

    • DOI

      10.1038/s41598-021-81521-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 新型コロナウイルスの蔓延に関する一考察2020

    • Author(s)
      小田垣孝
    • Journal Title

      物性研究・電子版

      Volume: 8 Pages: 082101--1-10

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of the outbreak of COVID-19 in Japan by SIQR model2020

    • Author(s)
      T. Odagaki
    • Journal Title

      Infectious Disease Modelling

      Volume: 5 Pages: 691--698

    • DOI

      10.1016/j.idm.2020.08.013

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Waiting time dependence of aging2021

    • Author(s)
      T. Odagaki
    • Organizer
      APS March Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SIQRモデルの厳密解とコロナ対策の最適化について2021

    • Author(s)
      小田垣孝
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会「社会物理学の新展開」
  • [Presentation] 波状感染曲線の自己組織化2021

    • Author(s)
      小田垣孝
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会「社会物理学の新展開」
  • [Presentation] 190ヶ国のCOVID-19感染状況の分析と収束国の特徴2021

    • Author(s)
      須田礼二、小田垣孝
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会「社会物理学の新展開」

URL: 

Published: 2021-12-27  

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