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非平衡状態に対する遷移線形化の手法による非線形応答理論

研究課題

研究課題/領域番号 13J04728
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
研究分野 数理物理・物性基礎(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

小川 駿  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,070千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードVlasov方程式 / 臨界指数 / 保存力学系 / 平均場モデル / 非線形応答 / 非平衡統計力学 / 準定常状態 / Euler方程式 / 臨界現象 / 非線形応答理論 / 大自由度力学系
研究実績の概要

前年度に非線形応答理論の一般論とその具体的なモデルへの応用を行った[1]が, 残された問題点は以下の二つである. a) 数値計算結果と理論的な予測は常に合うわけではない. b) 秩序変数での展開を行い, 非線形応答について解析的に調べ, 臨界指数を求めることなどは空間一様定常解(無秩序相)のみでしかなされていなかった. また, 秩序相側の臨界指数γは空間非一様定常解(秩序相)における線形応答理論から求められているので, γとδの間のスケーリング関係式が成立したのは単なる偶然なのかということも不明である. また, 孤立系の非古典的な臨界指数についてはハミルトニアン平均場モデルについてしか求められておらず, その普遍性が不明である.
a)については, ハミルトニアン平均場モデルにおいて, 理論予測がうまくいくのは「初期状態が臨界点付近であること. (Landau減衰率が小さい)」「摂動が高次のFourierモードを持たないこと. 」の場合であることが確認された. 当初の予定ではLandau減衰を取り入れた補正を行う予定であったが, それ以外にも数値計算結果と理論のズレの原因となるものがあることが判明したので, どういった場合に理論と数値計算結果が合うのかということをまとめプレプリント[2]を公開した.
b)については, より一般的な空間一次元系において, 再分配公式で得られた終状態を非一様初期定常状態周りで展開する方法を発見し, 秩序-無秩序相間の二次相転移における臨界指数はハミルトニアン平均場モデルの場合と一致し, スケーリング関係式も必然的に成立することを示した。これも論文にまとめプレプリント[3]を公開した.

[1] S. Ogawa and Y. Y. Yamaguchi, Phys. Rev. E 89, 052114 (2014). [2] Y. Y. Yamaguchi and S. Ogawa, arXiv:1411.6759. [3] S. Ogawa and Y. Y. Yamaguchi, arXiv:1412.1593.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Nonlinear response for external field and perturbation in the Vlasov system2014

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogawa and Yoshiyuki Y. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.89.052114

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamical pattern formation in two-dimensional fluids and Landau pole bifurcation2014

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogawa, Julien Barre, Hidetoshi Morita, and Yoshiyuki Y. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreve.89.063007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Non-mean-field critical exponent in a mean field model ; Dynamics versus statistical mechanics2014

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogawa, Aurelio Patelli Yoshiyuki Y. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 89 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreve.89.032131

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectral and formal stability criteria of spatially inhomogeneous stationary solutions to the Vlasov equation for the Hamiltonian mean-field model2013

    • 著者名/発表者名
      Shun Ogawa
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 87 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreve.87.062107

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非平衡準定常状態における臨界現象に対するランダウ理論的アプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      小川駿, 山口義幸
    • 学会等名
      日本物理学会2015年年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二次元完全流体における渦度場のパターン2015

    • 著者名/発表者名
      小川駿
    • 学会等名
      第11回数学総合若手研究集会~数学を基盤とした多分野間の交流による豊な発展・発見を
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Vlasov方程式系の非平衡統計物理学2014

    • 著者名/発表者名
      小川駿
    • 学会等名
      SGEPSS波動分科会小研究集会「プラズマ波動理論の新展開」
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府・宇治市)
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 長距離相互作用系における非線形応答理論2014

    • 著者名/発表者名
      小川駿, 山口義幸
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 平均場ダイナミクスにおける非線形応答と非平均場的臨界現象2014

    • 著者名/発表者名
      山口義幸, 小川駿
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県・春日井市)
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二次元完全流体における非線形ランダウ減衰とパターン形成2014

    • 著者名/発表者名
      小川駿, Julien Barre, 森田英俊 山口義幸
    • 学会等名
      日本物理学会2014年年次大会
    • 発表場所
      平塚市
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 孤立系の平均場ダイナミクスにおける非線形応答2014

    • 著者名/発表者名
      小川駿, 山口義幸
    • 学会等名
      日本応用数理学会研究部会連合発表会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 遷移線形化の手法を用いた非線形応答理論2014

    • 著者名/発表者名
      小川駿, 山口義幸
    • 学会等名
      第10回数学若手研究集会~多分野間の交流による発展・発見をめざして~
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ハミルトニアン平均場モデルにおける非平均場的臨界現象2013

    • 著者名/発表者名
      小川駿, Aurelio Patelli, 山口義幸
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島市
    • 年月日
      2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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