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非平衡相転移の究明を目的とした、動的測定法によるDPユニバーサリティの実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 07J00335
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究機関東京大学

研究代表者

竹内 一将  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード非平衡相転移 / 吸収状態 / Directed Percolation / 液晶電気対流 / 界面成長 / スケール不変性 / 国際研究者交流 / フランス / ユニバーサリティクラス / 臨界現象 / 国際研究者交流(フランス) / ヒステリシス / 国際情報交換
研究概要

前年度に引き続き、様々な自然現象に偏在する吸収状態転移の普遍性を実験的に検証するため、液晶電気対流系における乱流間転移(DSM1-DSM2転移)の臨界挙動を調査した。前年度までの実験でDSM1-DSM2転移が吸収状態転移の基本クラスであるDirected Percolation(DP)クラスに静的・動的両側面で従うことを確認できていたので、本年度は得られた実験データの解析をさらに進め、より詳細な情報の抽出を行った。その結果、臨界状態で電圧を急降下させた際の時間相関の残り方、いわゆるエイジングの性質についてもDPクラスに期待される振る舞いが確認でき、またDP基礎理論の基本性質であるrapidity対称関係の振幅値を実験的に測ることにも成功した。
以上をもって3年間で予定されていた研究は全て完了し、DP転移の初の確たる実験証拠を得たのみならず、臨界現象を特徴づける臨界指数を総計12個、スケーリング関数を5個直接測定し、指数間に期待されるスケーリング関係式も8つ実験的に確認した。研究課題「非平衡相転移の究明を目的とした、動的測定法によるDPユニバーサリティの実験的検証」は全面的に達成され、DP転移の実在証明とその性質の包括的調査の完了という、極めて重要な成果を得た。
さらに本年度は、DP臨界現象に代表されるスケール不変な非平衡現象の普遍性をより広い枠組みで解明すべく、転移点より高い電圧で観測されるDSM2乱流の界面成長の普遍挙動についても実験を行った。その結果、これまで実験的には不明瞭だった界面成長の基本クラスKardar-Parisi-Zhangクラスの普遍スケーリングを過去最高精度で確認しただけでなく、近年理論的に予言された普遍揺らぎ分布を定量的に実証することに世界で初めて成功した。以上により、スケール不変な非平衡現象の普遍性に関し、相転移の枠組みを超えた実験証拠の提示を達成した。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (19件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Lyapunov Analysis Captures the Collective Dynamics of Large Chaotic Systems2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将, 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 103

      ページ: 154103-154103

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental realization of directed percolation criticalityin turbulent liquid crystals2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将, 他
    • 雑誌名

      Physical Review E 80

      ページ: 51116-51116

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-organizaition and Dynamics of Active Matter-研究会の私的会議録、雑感、その他2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将, 他
    • 雑誌名

      物性研究 93

      ページ: 247-270

    • NAID

      120005197896

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Hyperbolicity and the effective dimension of spatially extended dissipative systems2009

    • 著者名/発表者名
      Hong-liu Yang, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 102

      ページ: 74102-74102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling of hysteresis loops at phase transitions into a quasiabsorbing state2008

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A.Takeuchi
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Directed percolation criticality in turbulent liquid crystals2007

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A.Takeuchi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 99

      ページ: 234503-234503

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 界面成長における揺らぎと相関の普遍性 -液晶乱流が示す実験証拠-2010

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      東京大学グローバルCOE「未来を拓く物理科学結集教育研究拠点」先端融合物理「非平衡・生命」研究グループ・ワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶電気対流における乱流界面成長 -スケーリングと揺らぎ分布-2010

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      日本物理学会2010年年次大会
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶電気対流における乱流界面のダイナミクスと普遍性2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      特定領域研究「ソフトマター物理」第3回公開シンポジウム非平衡ソフトマター物理学のフロンティア
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-11-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶乱流の時空間欠性に見る吸収状態相転移のユニバーサリティ2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      九大応力研 研究集会 乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-11-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Lyapunov analysis captures the collective dynamics of large chaotic systems2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      Thematic Institute on Lyapunov Analysis from theory to geophysical applications
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2009-10-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶乱流におけるアクティブ界面のダイナミクス(I)-界面成長2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶乱流におけるアクティブ界面のダイナミクス(II)-拮抗する界面の coarsening2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Lyapunov Analysis and the Collective Dynamics of Large Chaotic Systems2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      Giant Fluctuations in Population Dynamics
    • 発表場所
      ライデン(オランダ)
    • 年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Directed Percolation Criticality in Turbulent Liquid Crystals2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      Symposium YKIS2009 Frontiers in Nonequilibrium Physics
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-08-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Collective Dynamics and Effective Dimension of Large Chaotic Systems from Lyapunov Vector Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 発表場所
      ユタ(アメリカ)
    • 年月日
      2009-05-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 液晶乱流の吸収状態転移における臨界拡がりと対称性2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      日本物理学会2009年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カオスの摂動敏感依存性で捉える結合振動子の集団挙動2009

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      リズム現象の研究会IV
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-01-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Lyapunov ベクトルで捉える大自由度力学系の集団挙動モード2008

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      日本物理学会2008秋季大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2008-09-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Lyapunov モードの双曲性と大自由度散逸系の有効次元2008

    • 著者名/発表者名
      竹内一将
    • 学会等名
      日本物理学会2008秋季大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2008-09-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Detection of collective modes using Lyapunov vector analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A. Takeuchi
    • 学会等名
      Nonequilibrium Statistical Physics of Complex Systems
    • 発表場所
      韓国・ソウル
    • 年月日
      2008-07-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Detecting collective modes in globally coupled systems by Lyapunov analsis2007

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A.Takeuchi
    • 学会等名
      New perspectives in Lyapunov stability analysis
    • 発表場所
      イタリア・フィレンツェ
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Directed Percolation Criticality in Turbulent Liquid Crystals2007

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A.Takeuchi
    • 学会等名
      Perspectives in Nonlinear Dynamics
    • 発表場所
      イタリア・トリエステ
    • 年月日
      2007-07-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Directed Percolation Criticality in Turbulent Liquid Crystals (II)-Universal S'of Hsteresis Loos2007

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A.Takeuchi
    • 学会等名
      Fluctuation and dissipation phenomena in drivensstems far from euilibrium
    • 発表場所
      ドイツ・ドレスデン
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Directed Percolation Criticality in Turbulent Liquid Crystals -Static and Dynamic Scalin2007

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa A.Takeuchi
    • 学会等名
      Statphys23
    • 発表場所
      イタリア・ジェノバ
    • 年月日
      2007-07-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://daisy.phys.s.u-tokyo.ac.jp/student/kazumasa/research-j.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2024-03-26  

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