| 研究課題/領域番号 |
15K05212
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
吉野 元 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (50335337)
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| 研究協力者 |
Jin Yuliang 大阪大学, サイバーメディアセンター
光元 亨汰 大阪大学, 大学院理学研究科物理学専攻
Zamponi Francesco ENS, Paris
Urbani Pierfrancesco IPT, Univ. Paris Saclay
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ガラス転移 / ジャミング転移 / 平均場理論 / 分子動力学シミュレーション / コロイドガラス / スピングラス / 制約充足問題 / コロイド / レプリカ理論 / 動的平均場理論 / ガラス-ガラス転移 / パッチコロイド / ランダムエネルギー模型 / フラストレート系 / レプリカ法 / 液体密度汎関数理論 / 状態方程式 / ひずみ応力曲線 / シアモジュラス / 降伏応力 |
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| 研究成果の概要 |
ガラス転移の問題は、物理学の重要な未解決問題として残されてきたが、最近平均場理論が確立されるに至った。特に、連続的なレプリカ対称性の破れを伴う「ガードナー相」とよばれる新しいガラス相が、ジャミング転移密度に近い剛体球ガラスの高密度領域において発見され、大いに注目された。研究代表者の吉野らは、このガードナー相における力学物性についていくつかの興味深い理論的予想を得ていた。本研究では、大規模分子動力学シミュレーションを行い、3次元剛体球ガラス系のガードナー相において、力学物性の異常を捉えることに成功した。さらに、平均場理論を発展させ、回転自由度によるガラス・ジャミング転移の理論の構築に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ガラス転移に関わる諸問題は物理学の難問として残されてきたが、平均場理論の展開と大規模数値シミュレーションによる研究を行うことによってこの分野の発展に寄与することができた。特に、ジャミング転移密度近くの高密度領域にあると予言された「ガードナー相」における力学物性の異常を、分子動力学シミュレーションで捉えることに初めて成功した。これは、今後の研究に重要な示唆を与えるものである。さらに本研究では、並進自由度とならんで重要な回転自由度に注目し、回転自由度の関わるガラス・ジャミング転移の平均場理論の構築を行った。これは今後、現実のガラス物性、また工業的な応用に重要な寄与をするものと期待される。
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