2020 Fiscal Year Research-status Report
熱伝導下における一次転移：新しい現象の同定と熱力学の拡張
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20K20425
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐々 真一 京都大学, 理学研究科, 教授 (30235238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯川 諭 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (20292899)
齋藤 一弥 筑波大学, 数理物質系, 教授 (30195979)
中川 尚子 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (60311586)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 熱伝導 / 相共存 / 熱力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱伝導下の一次転移に対して定量的な予言を与えることができる熱力学の拡張枠組み（大域熱力学）については、平衡系のエントロピー最大原理を熱伝導相共存下に拡張する試みを行なった。具体的に、変分原理が定常状態をきめること、変分関数の定常状態の値が熱力学関係式を満たすこと、示量性と相加性の要請のもとで、エントロピー最大原理の拡張が一意であること、および、その拡張においてエントロピーに非相加的寄与が加わることが分かった。これも長い論文になり、投稿に向けて準備中である。
ゆらぐオーダ―パラメータ動力学のメソスケールで有効な模型の解析については、論文の再投稿に向けての大改訂に時間を要した。界面部分における熱伝導が悪くなり、相共存している二つの相の間のエネルギー交換が遅くなるという条件下において、緩和過程で界面部分のゆっくりとした運動でエントロピーが生成される。この寄与が非自明な効果をもたらすことが分かった。論文を再投稿した。
数値実験については、与えられた粒子数で系統的にパラメータを変化することで相図を作成した。特に、界面位置を推定するアルゴリズムを作成し、大域熱力学からの予言と比べたが一致してなかった。局所平衡による記述と整合する部分もあるが完全に一致しているわけではない。系の大きさ依存性の問題もあるので、平衡状態におけるゆらぎの性質などの基本的な部分の確認を行うなど基礎的な知見を積み上げている。
実験による精密測定は、新型コロナウイルス感染拡大の大きな影響を受け、事実上休止せざるを得ない状況になった。
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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
実験が完全に中止になるなど、新型コロナウイルス感染拡大の大きな影響を受けた。他の課題についても、想定していたよりも進まず、耐え忍ぶ１年だというしかない。そういう中でも着実に進展を積み上げ、また、熱力学については大きな進歩を得たといえるだろう。以上を総合的に判断すると、概ね順調にすすんでいる、といってよいだろう。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究を引き続き進展させる。実験を再開し、数値実験の基本特性を抑え、微視的理論を展開する。準備中の論文は順次公開発表する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大の影響を受け、国内外の旅費の執行がゼロになったこと、および、大学での研究実施が困難だったため物品の整備も十分にできなかった。次年度は、国内外の出張のタイミングや大学内での研究の様子を見ながら、研究遂行のために研究員雇用も視野に入れて、研究費の有効な使用を検討している。
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