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新しいモンテカルロアルゴリズムを用いたランダム・量子スピン系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15540374
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関首都大学東京

研究代表者

岡部 豊  首都大学東京, 都市教養学部, 教授 (60125515)

研究分担者 大塚 博巳  東京都立大学, 理学研究科, 助手 (10254145)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードモンテカルロ法 / XYモデル / クロックモデル / 希釈系 / reweighting法 / 非平衡転移 / ナノ磁性体 / Langevin方程式 / 臨界指数 / KT転移 / 双対性 / ポッツモデル / 相転移 / 非平衡緩和 / シミュレーション手法 / フラストレーション / スピングラス / 最適化
研究概要

物性物理学の研究の発展において、計算機シミュレーションの果す役割が一層増してきているが、スローダイナミックスの問題がしばしばシミュレーションを困難にしており、これを克服する手法を提案することが急務である。新しいモンテカルロアルゴリズムを提案すると共に、それを用いて困難とされてきたランダム・量子スピン系の解明を行うことに本研究の目的がある。
第一に、Kosterlitz-Thouless(KT)転移を示す系への希釈の効果を調べた。2次元XYモデルと離散化したクロックモデルを取り扱った。浸透しきい値で連続的にKT転移が0になること、クロックモデルの場合には、低温で秩序相の現れる第二のKT転移があるが、その転移点も希釈により浸透しきい値で0となること、臨界指数ηが希釈によらず、KT転移に共通の値になることなどを示した。さらに、厳密な双対性の成立するq状態Villainモデルの場合に議論を拡張し、双対性に基づく関係式が成立するか吟味した。第二に、非平衡過程に対するreweighting法を開発した。平衡系では、ある温度のシミュレーションを行いボルツマン重みの付け替えで他の温度の物理量を計算するreweighting法が確立しているが、時間依存する非平衡系に拡張した。統計学で用いられるSequential Importance Sampling法に基づいて定式化し、イジングモデルの非平衡緩和の解析に応用した。さらに本質的に非平衡の転移である拡散格子ガスモデルに非平衡reweighting法を応用し、転移温度を決定すると共に動的臨界指数zを効率よく求めた。第三に、ナノ磁性体を念頭において、磁性体のダイナミックスを記述するLangevinタイプの方程式とモンテカルロ法の関係を議論し、モンテカルロ法に現れる時間を実時間を関係付ける因子を求めた。単粒子の場合と磁性体の集合体のそれぞれの場合に方法の有効性を示した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (51件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Mapping the Monte Carlo Scheme to Langevin Dynamics : A Fokker-Planck Approach2006

    • 著者名/発表者名
      X.Cheng et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Field-induced Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition and String-Density Plateau in Anisotropic Triangular Antiferromagnetic Ising Model2006

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 73

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multispin Coding Technique for Nonequilibrium Reweighting2006

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Int. J. Mod. Phys. C (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Precessional and Thermal Relaxation Dynamics of Magnetic Nanoparticles - A Time-Quantified Monte Carlo Approach2006

    • 著者名/発表者名
      X.Cheng et al.
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Convergence and Refinement of the Wang-Landau Algorithm2006

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Comp. Phys. Commun. (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange Bias with Interacting Random Antiferromagnetic Grains2006

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Phys. Rebv. B (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mapping the Monte Carlo Scheme to Langevin Dynamics : A Fokker-Planck Approach2006

    • 著者名/発表者名
      X.Cheng et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Field-induced Berezinskli-Kosterlitz-Thouless Transition and String-Density Plateau in Anisotropic Triangular Antiferromagnetic Ising Model2006

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 73

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reweighting for Nonequilibrium Markov Processes Using Sequential Importance Sampling Methods2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 71・1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonequilibrium reweighting on the driven diffusive lattice gas2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee, Y.Okabe
    • 雑誌名

      J. Phys. A 38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kosterlitz-Thouless transition in planar spin models with bond dilution2005

    • 著者名/発表者名
      T.Surungan, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Solving the Master Equation for Extremely Long Time Scale Calculations2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Comp. Phys. Commun. 168

      ページ: 159-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-quantifiable Monte Carlo method for simulating a magnetization-reversal process2005

    • 著者名/発表者名
      X.Cheng et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Level spectroscopy of the square-lattics three-state Potts model with a ferromagnetic next-nearest-neighbor coupling2005

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reweighting for Nonequiibrium Markov Processes Using Sequential Importance Sampling Methods2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonequilibrium reweighting on the driven diffusive lattice gas2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.A 38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kosterlitz-Thouless transition in planar spin models with bond dilution2005

    • 著者名/発表者名
      T.Surungan et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Solving the Master Equation for Extremely Long Time Scale Calculations2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Comp.Phys.Commun. 168

      ページ: 159-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-quantifiable Monte Carlo method for simulating a magnetization-reversal process2005

    • 著者名/発表者名
      X.Cheng et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Level spectroscopy of the square-lattice three-state Potts model with a ferromagnetic next-nearest- neighbor coupling2005

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nonequilibrium reweighting on the driven diffusive lattice gas2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee, Y.Okabe
    • 雑誌名

      J.Phys.A 38

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Kosterlitz-Thouless transition in planar spin models with bond dilution2005

    • 著者名/発表者名
      T.Surungan, Y.Okabe
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Level spectroscopy of the square-lattice three-state Potts model with a ferromagnetic next-nearest-neighbor coupling2005

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 72

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reweighting for Nonequilibrium Markov Processes Using Sequential Importance Sampling Methods2005

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 71・1

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of the fgully frustrated clock model using the Wang-Landau algorithm2004

    • 著者名/発表者名
      T.Surungan et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. A 37・14

      ページ: 4219-4230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transition-Matrix Monte Carlo Method for Quantum Systems2004

    • 著者名/発表者名
      C.Yamaguchi et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 73・7

      ページ: 1728-1733

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Diagram of the Square-Lattics Three-State Potts Antiferromagnet with a Staggered Polarization Field2004

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 93・12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Basin hopping with occasional jumping2004

    • 著者名/発表者名
      M.Iwamatsu et al.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 399・4-6

      ページ: 396-400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ordered water inside carbon nanotubes : formation of pentagonal to octagonal ice-nanotubes2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maniwa et al.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett. 401・4-6

      ページ: 534-538

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of the fully frustrated clock model using the Wang-Landau algorithm2004

    • 著者名/発表者名
      T.Surungan et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.A 37

      ページ: 4219-4230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transition-Matrix Monte Carlo Method for Quantum Systems2004

    • 著者名/発表者名
      C.Yamaguchi, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 1728-1733

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase Diagram of the Square-Lattice Three-State Potts Antiferromagnet with a Staggered Polarization Field2004

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 93

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Basin hopping with occasional jumping2004

    • 著者名/発表者名
      M.Iwamatsu et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 399

      ページ: 396-400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ordered water inside carbon nano tubes : formation of pentagonal to octagonal ice-nano tubes2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maniwa et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 401

      ページ: 534-538

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of the fully frustrated clock model using the Wang-Landau algorithm2004

    • 著者名/発表者名
      T.Surungan et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.A 37・14

      ページ: 4219-4230

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transition-Matrix Monte Carlo Method for Quantum Systems2004

    • 著者名/発表者名
      C.Yamaguchi et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73・7

      ページ: 1728-1733

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase Diagram of the Square-Lattice Three-State Potts Antiferromagnet with a Staggered Polarization Field2004

    • 著者名/発表者名
      H.Otsuka et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 93・12

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Basin hopping with occasional jumping2004

    • 著者名/発表者名
      M.Iwamatsu et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 399・4-6

      ページ: 396-400

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Ordered water inside carbon nanotubes : formation of pentagonal to octagonal ice-nanotubes2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Maniwa et al.
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 401・4-6

      ページ: 534-538

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A comparison of extremal optimization with flat-histogram and equal-hit dynamics for finding spin-glass ground states2003

    • 著者名/発表者名
      J.-S.Wang, et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn 72・6

      ページ: 1380-1383

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel Monte Carlo algorihms and their applications2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Okabe et al.
    • 雑誌名

      Physica A 321・1-2

      ページ: 340-350

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A one-dimensional Ising model for C_<70> molecular ordering in C_<70>-peapods2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Maniwa et al.
    • 雑誌名

      New J. Phys. 5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-Consistent Field Theory to VBiscoelastic Behabvior of Inhomegeneous Dense Polymer Systems2003

    • 著者名/発表者名
      T.Shimna et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 36・24

      ページ: 9199-9204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A comparison of extremal optimization with flat-histogram and equal-hit dynamics for finding spin-glass ground states2003

    • 著者名/発表者名
      J.-S.Wang, et al.
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 72

      ページ: 1380-1383

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Novel Monte Carlo algorithms and their applications2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Okabe et al.
    • 雑誌名

      Physica A 321

      ページ: 340-350

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A one-dimensional Ising model for C_<70> molecular ordering in C_<70>-peapods2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Maniwa et al.
    • 雑誌名

      New J.Phys. 5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Self-Consistent Field Theory to Viscoelastic Behavior of Inhomogeneous Dense Polymer Systems2003

    • 著者名/発表者名
      T.Shima et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules 36

      ページ: 9199-9204

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Multispin Coding Technique for Nonequilibrium Reweighting

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Int.J.Mod.Phys.C (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Precessional and Thermal Relaxation Dynamics of Magnetic Nanoparticles - A Time- Quantified Monte Carlo Approach

    • 著者名/発表者名
      X.Cheng et al.
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Convergence and Refinement of the Wang-Landau Algorithm

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Comp.Phys.Commun. (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Exchange Bias with Interacting Random Antigerromagnetic Grains

    • 著者名/発表者名
      H.K.Lee et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-S.Wang, et al.: "A comparison of extremal optimization with flat-histogram and equal-hit dynamics for finding spin-glass ground states"J.Phys.Soc.Jpn. 72・6. 1380-1383 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Okabe et al.: "Novel Monte Carlo algorithms and their applications"Physica A. 321・1-2. 340-350 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maniwa et al.: "A one-dimensional Ising model for C_<70> molecular ordering in C_<70>-peapods"New J.Phys.. 5. 127-1-127-5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shima et al.: "Self-Consistent Field Theory to Viscoelastic Behavior of Inhomogeneous Dense Polymer Systems"Macromolecules. 36・24. 9199-9204 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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