2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K14436
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大山 倫弘 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員 (00807034)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガラス / 限界安定性 / レオロジー / 非平衡臨界現象 / 降伏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年ガラスの特徴的かつ普遍的な特性の候補として限界安定性という性質が注目を集めている．限界安定性とはガラスが無限小の擾乱に対しても敏感に非弾性的な塑性変形を示すという性質であり，理論的予言に端を発し盛んに研究されるに至った．ガラスにせん断を印加すると実際にわずかなひずみで塑性変形が観察されることが多くの実験・数値計算により知られている．しかし，このように実測される塑性変形が示す諸性質を限界安定性の観点で整理した研究はこれまでほとんど存在していない．本研究ではせん断下で観察される塑性変形に限界安定性の観点での統一的解釈を与えることを目的としている．
本研究ではこれまで以下の結果を得た．1年目（2020年度）には準静的外場の下でガラスが示す塑性変形の統計則に対する限界安定性の観点での解釈を与えることに成功した．また，限界安定性に基づいた理論的考察により有限速度の外場の下で経験的に知られてきた普遍的力学法則の構造起源を解明することにも成功した．
2年目（2021年度：6月末で終了）には動力学的ゆらぎの観点での解析も進めた．結果，力学的応答と動力学的ゆらぎが異なる臨界的相関長に支配されていることを明らかにした．従来は両者を支配する長さスケールは同じと考えられてきた．前年度の研究成果である新しい提案手法によって当該長さスケールの臨界的振る舞いを直接観察可能にし，両者が異なることを直接定量的に示すことに初めて成功した．また，こうした臨界的振る舞いは定性的には種々の（広義の）ガラス系で普遍的に観察されることが知られている．本研究では詳細の異なる複数のガラス系で上記の提案手法による測定を行い，定量的な臨界指数の値は系のミクロな詳細に依存することを明らかにした．
これらの発見は近年進展の著しい限界安定性についての諸知見を産業応用に結びつけるための橋渡しとしての役割を担い得ると期待できる．
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