• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2011 Fiscal Year Research-status Report

AdS/CFT対応による非平衡定常物理学への新アプローチ

Research Project

Project/Area Number 23654132
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中村 真  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 特定研究員(科学研究) (00360610)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2014-03-31
KeywordsAdS/CFT対応 / 非平衡定常状態 / 非線形電気伝導
Research Abstract

本年度は、AdS/CFT対応を用いて、強相関電荷系における非バリスティックな非線形電気伝導、特にその負性微分抵抗とその振る舞いを系統的に研究した。その結果、1)非平衡定常状態における熱力学ポテンシャルの定義を提案し、さらに2)非平衡定常状態のみで見られる新規な相転移および臨界点・臨界現象を発見した。1)非平衡定常状態における熱力学ポテンシャルの定義の提案 AdS/CFT対応を用いると、非バリスティックな定常電流の存在する強相関電荷系の物理量、すなわち非平衡定常状態における物理量の計算を、古典重力理論の解析力学を用いて行うことが可能となる場合がある。古典重力理論側の解析力学に基づく計算は、基本的に変分原理に立脚しており、この意味で変分原理の拠り所となる有効作用の概念が明確となる。本研究ではこのAdS/CFT対応の顕著な性質を利用し、重力理論側の変分原理からの類推を用いて、非平衡定常状態における熱力学ポテンシャルを提案し、かつ具体的に計算することに成功した。2)新規な非平衡相転移および非平衡臨界点の発見 定常電流の流れる非平衡定常状態にあるゲージ理論プラズマ(強相関電荷系)が接する熱浴の温度を変化させながら、系の非線形電気伝導を系統的に調べたところ、負性微分抵抗から正の微分抵抗への転移がクロスオーバーではなく二次相転移、あるいは一次相転移となりうることを発見した。また二次相転移点(臨界点)近傍では、伝導度などの物理量の振る舞いにスケーリング則が存在し、臨界指数を定義できることも見出した。これらの現象は、全て、定常電流存在下のみで発現する非平衡現象であり、ここで発見されたものは非平衡相転移・非平衡臨界点である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

交付申請書に記載した研究目的は1)AdS/CFT対応を用いて強相関電荷系における非バリスティックな負性微分抵抗を解析し、その発現メカニズム、負性微分抵抗由来の電流発振現象など、関連する物理現象を明らかにする、2)非平衡定常系に対し提案されている各種関係式やオンサガーの変分原理を、平衡から離れた量子系においてAdS/CFT対応の手法で検証し一般化する、の2点であった。このうち、1)に関しては、負性微分抵抗に関わる新規な非平衡相転移・非平衡臨界点の発見がなされたことにより「関連する物理現象」の一端が明らかになったと言える。さらに非平衡定常状態における熱力学ポテンシャルを定義できたことにより、2)の非平衡定常系における変分原理の解明に大きく近づいたことになる。上記を総合すると、研究目的の1/3程度以上が既に達成されたと考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、引き続き、今までに発見した非平衡相転移・非平衡臨界点について詳細に調査する。たとえば非平衡臨界点における可能な臨界指数全てを計算し、それらの間に平衡系と同様のスケーリング関係式が成立するのかどうか調べる。さらに非平衡定常状態まわりの揺らぎの解析に着手し、揺動散逸定理は非平衡定常状態においてどのように変更を受けているのか、清水・弓削の和則など各種関係式が成立しているかどうか、などの検証も行う。また、発見した非平衡相転移を現象論的に記述する平均場理論などの構築も試みる。さらに、発見した非平衡相転移を実験的に検証して頂くために、実験物理学の専門家に積極的に働きかけ、意見交換を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度は引き続き、研究発表、意見交換のための旅費、必要な知識を得るための文献購入費、などに研究費を使用する。さらに、計算に必要なコンピュータの性能向上のため、最新のコンピュータの購入を考えている。

  • Research Products

    (17 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Non-Linear Charge Transport in Plasma under Strong Field2011

    • Author(s)
      Shin Nakamura
    • Journal Title

      KEK Proceedings 2010

      Volume: 13 Pages: 74---77

  • [Journal Article] Non-linear quark-charge transport in quark-hadron plasma from AdS/CFT2011

    • Author(s)
      Shin Nakamura
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1388 Pages: 175---181

  • [Presentation] AdS/CFT対応による非平衡相転移の解析2012

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      KEK 理論研究会 2012
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(つくば市)
    • Year and Date
      2012年3月6日
  • [Presentation] AdS/CFT対応を用いた非平衡定常状態における相転移の解析2012

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      日本物理学会 第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学・西宮上ヶ原キャンパス
    • Year and Date
      2012年3月27日
  • [Presentation] Holographic mean-field theory for the baryon many-body system2012

    • Author(s)
      竹本 真平、原田 正康、中村 真
    • Organizer
      日本物理学会 第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学・西宮上ヶ原キャンパス
    • Year and Date
      2012年3月27日
  • [Presentation] AdS/CFT対応で見出された非平衡相転移と非平衡臨界現象2012

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      KEK理論センター研究会「量子論の諸問題と今後の発展」(QMKEK4)
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(つくば市)
    • Year and Date
      2012年3月17日
  • [Presentation] Non-equilibrium Phase Transitions in Gauge-Theory Plasma2012

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      「多彩なフレーバーで探る新しいハドロン存在形態の包括的研究」新学術領域「新ハドロン」領域研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学・吹田キャンパス
    • Year and Date
      2012年2月21日
  • [Presentation] ゲージ理論プラズマの非平衡相転移とAdS/CFT対応2012

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      研究会「重イオン衝突と非平衡物理の理論的発展」
    • Place of Presentation
      理化学研究所(和光市)
    • Year and Date
      2012年2月18日
  • [Presentation] Nonequilibrium Phase Transitions in Gauge-Theory Plasma2012

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      GCOEシンポジウム「階層の連結」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2012年2月13日
  • [Presentation] Negative Differential Resistivity from Holography2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      KIAS-YITP Joint Workshop ``String Theory, Holography, and Beyond''
    • Place of Presentation
      KIAS, Seoul, Korea
    • Year and Date
      2011年9月21日
  • [Presentation] AdS/CFT対応を用いた非線形電気伝導の系統的分析2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      日本物理学会 2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      弘前大学文京町キャンパス
    • Year and Date
      2011年9月19日
  • [Presentation] AdS/CFT対応を用いた非線形電気伝導の系統的分析2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      基研研究会:「熱場の量子論とその応用」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2011年8月23日
  • [Presentation] AdS/CFT対応と非平衡定常系の物理学2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      基研研究会2011:非平衡系の物理 ---ミクロとマクロの架け橋
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2011年8月18日
  • [Presentation] Nonlinear charge transport in quark-hadron systems2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      Dense strange nuclei and compressed baryonic matter
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2011年4月21日
  • [Presentation] 非専門家のためのAdS/CFT対応入門2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      基研研究会: 「量子多体系のエンタングルメントとくりこみ群」(招待講演)
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2011年12月14日
  • [Presentation] Non-equilibrium Phase Transitions in Gauge-Theory Plasma2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      Nonequilibrium Dynamics in Astrophysics and Material Science
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2011年11月2日
  • [Presentation] Non-equilibrium Phase Transitions in Holography2011

    • Author(s)
      中村 真
    • Organizer
      2nd Int. Workshop on Quarks and Hadrons under Extreme Conditions --- Lattice QCD, Holography, Topology, and Physics at RHIC/LHC ---(招待講演)
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • Year and Date
      2011年11月17日

URL: 

Published: 2013-07-10  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi