2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21224011
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 肇 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 教授 (60159019)
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| Keywords | 液体 / 階層構造 / 自己組織化 / ダイナミクス |
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| Research Abstract |
本研究では液体の未解明現象、(1)水型液体の熱力学異常・運動学的異常、(2)単一成分の液体-液体転移現象の起源の解明とその応用、(3)ガラス転移現象の解明、(4)高分子メルトを含む液体の結晶化の素過程と機構解明、(5)液体・ガラス状物質の非線形流動・破壊現象の解明と制御、の5つの基本問題の解明を目指す。本年度は、結晶構造形成傾向とそれとは異なる対称性をもつ局所安定構造形成傾向の競合を導入したモデル系を用い、ガラス状態に普遍的に観測されるボゾンピークの起源に迫った。その結果、ボゾンピークが横波音波の平面波としての伝搬限界と密接な関係を見出すとともに、ガラス構造の中の欠陥的な構造の回転的なソフトモードがその起源である可能性を指摘した。また、コロイド粒子のサイズの分散のある系において、過冷却液体に見られる動的不均一性の寿命が構造緩和時間よりもはるかに長いことを突き止めた。これにより、エルゴディックな過冷却液体においても見掛け上揺動散逸定理が破れているかのような現象が観察され得ることを示した。さらに、液体の輸送特性にこのサイズ付近で大きな変化が現れることを見出し、メゾスコピックな動的構造の存在が、ガラス転移に伴う遅いダイナミクスの起源となっている可能性を指摘した。また、ガラス状物質の破壊の理論予測にも成功し、延性・脆性破壊の物理的起源が、ずり変形に関する輸送特性、弾性率に本質的に内在する密度に関する動的非対称性にあることを明らかにした。
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