• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

エネルギー地形の階層性に注目したガラスの理解と分類に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04853
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関東京大学

研究代表者

池田 昌司  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00731556)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードガラス転移 / ジャミング転移 / エネルギー地形 / ガラスの物理 / 化学物理 / 統計力学
研究成果の概要

ガラスとは、乱れた粒子配置のまま固化した物質群を指す。本研究では、ガラスのエネルギー地形の構造を解析することで、多様なガラスの分類とガラスの欠陥の理解を目指した。主にシミュレーションにより様々なガラス模型を研究し、(1)ガラスの欠陥に付随する局在化した低周波振動の同定と定量化、(2)非熱的なジャム系における普遍的な緩和モードの同定と定量化、(3)異方的なダイマー粒子のジャミング転移の解明、(4)引力と斥力が競合する物理ゲルの低エネルギー振動の解明、(5)多成分粒子系のガラス転移の平均場理論の構築、(6)生きた細胞質におけるガラス状態の流動化の解明、などの成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の身の回りには、結晶のような粒子が整列した固体だけでなく、乱れた構造を持った固体が多数ある。これらの系をガラスと呼ぶ。本研究では、とくにこれらの物質のエネルギー地形に注目して、多彩なガラスの示す異常な物性を理解することを目指した。研究の結果、ガラスが特異な「欠陥」を持つことやその定量的な特徴を明らかにしたほか、ガラス系の遅い緩和モードの同定や、異方性粒子・物理ゲル・バクテリア細胞質などにガラス系の理解を展開することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] モンペリエ大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Ecole polytechnique federale de Lausanne(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Ecole Normale Superieure(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Universal Relaxation Dynamics of Sphere Packings below Jamming2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Atsushi、Kawasaki Takeshi、Berthier Ludovic、Saitoh Kuniyasu、Hatano Takahiro
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 5 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.058001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anharmonic properties of vibrational excitations in amorphous solids2020

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Hideyuki、Shimada Masanari、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 1 ページ: 013215-013215

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.013215

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibrational properties of two-dimensional dimer packings near the jamming transition2019

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Kumpei、Mizuno Hideyuki、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 号: 1 ページ: 012606-012606

    • DOI

      10.1103/physreve.100.012606

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glassy dynamics of a model of bacterial cytoplasm with metabolic activities2019

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Oyama, Takeshi Kawasaki, Hideyuki Mizuno, and Atsushi Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 1 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.1.032038

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ideal Glass States Are Not Purely Vibrational: Insight from Randomly Pinned Glasses2018

    • 著者名/発表者名
      Misaki Ozawa and Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki and Walter Kob
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 121 号: 20 ページ: 0205501-0205501

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.205501

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anomalous vibrational properties in the continuum limit of glasses2018

    • 著者名/発表者名
      Masanari Shimada, Hideyuki Mizuno, Atsushi Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 97 号: 2 ページ: 022609-022609

    • DOI

      10.1103/physreve.97.022609

    • NAID

      130007648191

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon transport and vibrational excitations in amorphous solids2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Mizuno and Atsushi Ikeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 98 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreve.98.062612

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial structure of quasilocalized vibrations in nearly jammed amorphous solids2018

    • 著者名/発表者名
      Masanari Shimada and Hideyuki Mizuno and Matthieu Wyart and Atsushi Ikeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 98 号: 6

    • DOI

      10.1103/physreve.98.060901

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuum limit of the vibrational properties of amorphous solids2017

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Mizuno, Hayato Shiba, Atsushi Ikeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 号: 46

    • DOI

      10.1073/pnas.1709015114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mean field theory of the swap Monte Carlo algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Harukuni、Zamponi Francesco、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 147 号: 23 ページ: 234506-234506

    • DOI

      10.1063/1.5009116

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ガラスのポテンシャルエネルギー地形における鞍点配置の振動特性2020

    • 著者名/発表者名
      島田真成, Daniele Coslovich, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡流動化ガラスの限界安定性に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      大山倫弘, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジャミング転移点近傍における緩和時間の発散の空間次元依存性2020

    • 著者名/発表者名
      西川宜彦, 池田昌司, Ludovic Berthier
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 粒径の大きく異なる二成分系のジャミング転移2020

    • 著者名/発表者名
      原雄介, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous extended and quasi-localized low frequency vibrations of jammed solids2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ikeda
    • 学会等名
      2019 International Workshop on Glass Physics in Beijing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Connection between the Boson peak and quasi-localized modes in amorphous solids2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ikeda
    • 学会等名
      25th International Congress on Glass (ICG 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高次元ジャミング系の低周波数振動2019

    • 著者名/発表者名
      島田真成, 水野英如, Ludovic Berthier, 池田昌司
    • 学会等名
      第9回ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 競合する相互作用を持つ系のゲル状態とガラス状態の違いについて2019

    • 著者名/発表者名
      丸山玄徳, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 分子シミュレーションによる高密度流体の相分離の研究2019

    • 著者名/発表者名
      奥裕理, 池田昌司, 高江恭平
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アモルファス固体の振動モードと塑性変形ダイナミクスの関係2019

    • 著者名/発表者名
      大山倫弘, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ダイマー粒子系の低周波数局在振動2019

    • 著者名/発表者名
      白石薫平, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 不規則バネネットワークの有限次元における不安定性2019

    • 著者名/発表者名
      島田真成, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2次元ダイマーの振動特性2019

    • 著者名/発表者名
      白石薫平, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガラスにおける分子振動モードの非調和性2019

    • 著者名/発表者名
      水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非自走粒子型Activeガラス系のエネルギー地形描像2019

    • 著者名/発表者名
      大山倫弘, 川崎猛史, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジャミング転移における粘性発散と緩和時間の増大の関係2018

    • 著者名/発表者名
      池田昌司, 川崎猛史, Ludovic Berthier, 波多野恭弘, 齊藤国靖
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アモルファス固体における低周波局在振動の空間構造2018

    • 著者名/発表者名
      島田真成, 水野英如, Matthieu Wyart, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガラスにおける音波輸送のレイリー散乱2018

    • 著者名/発表者名
      水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2次元ダイマーのジャミング転移2018

    • 著者名/発表者名
      白石薫平, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spatial structure of quasilocalized low-frequency vibrations in amorphous solids2018

    • 著者名/発表者名
      Masanari Shimada, Hideyuki Mizuno, Matthieu Wyart, and Atsushi Ikeda
    • 学会等名
      Designer Soft Matter 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Viscosity divergence and dynamical slowing down at the jamming transition2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Ikeda
    • 学会等名
      Workshop "Rheology of disordered particles"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞質を模した非自走粒子型active matterのガラス的振る舞い2018

    • 著者名/発表者名
      大山倫弘, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 連続体極限におけるガラスの異常な振動特性2018

    • 著者名/発表者名
      島田真成, 水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スワップ・モンテカルロ法の理論的解析,及び,過冷却液体における遅い緩和の動力学依存性2018

    • 著者名/発表者名
      池田晴國, Zamponi Francesco, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 連続体極限におけるガラスのフォノン輸送特性2018

    • 著者名/発表者名
      水野英如, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 連続体極限におけるガラスの振動特性2017

    • 著者名/発表者名
      水野英如, 芝隼人, 池田昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Continuum Limit of Vibrational Properties of Structural Glasses2017

    • 著者名/発表者名
      Masanari. Shimada, Hideyuki Mizuno, Atsushi Ikeda
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] ガラスと通常の固体の本質的な違いを発見

    • URL

      http://www.c.u-tokyo.ac.jp/info/news/topics/files/20171101pressrelease.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi