2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21H01007
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
早田 智也 慶應義塾大学, 経済学部(日吉), 助教 (50762655)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川口 喬吾 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (00787319)
小澤 知己 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (80825993)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | アクティブマター / カイラリティ / トポロジー / 液晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は環境もしくは自己の持つ自由エネルギーを消費して自発的に運動するアクティブマターと呼ばれる集団において、アクティブな運動と集団を構成する粒子がもつミクロなカイラリティ(キラリティ)が非線形に相互作用することにより生じるマクロな輸送現象(カイラルな輸送現象)を記述する基礎理論、すなわち、アクティブカイラル輸送理論の構築である。 この目的を達成するためにagent based modelに基づく理論計算と神経幹細胞を用いた生物物理学実験の双方から研究を行った。
具体的には、前年度に開発した実験において全細胞のダイナミクスのトラッキングから細胞間の2細胞相関関数の測定を行い、理論モデルが相関関数を再現するように機械学習を用いて理論のモデルのパラメータを決定する手法を用いて、実験結果に基づいて理論モデルを決定した。さらに得られた理論モデルを用いて、例えば球面上に細胞を閉じ込めるなど問題としては興味深いが実験を行うには難しいような状況や、将来的に実験可能な現実に即した状況を含めた様々な環境での数値シミュレーションを行い、位相欠陥に細胞が集積する現象が空間のトポロジーや曲率によりどのように変化するかを解析した。
これまでは実験ドリブンで実験で得られた結果を説明するミクロな模型を構築していたが、定量的に信頼できる理論モデルを得たことにより、数値シミュレーションの結果から面白い実験を提案するなど理論ドリブンで研究を進めることが徐々に可能になってきた。球面上など純理論的な状況で得られた面白い結果を再現できるような実験可能な状況を理論側で探索、具体的な実験を提案し、実験側で検証するべく研究を進めている。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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