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非熱系拡張動的ファシリテーション理論による高密分子系の非平衡相転移の統一的解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05574
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

礒部 雅晴  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80359760)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード高密剛体球系 / 分子動力学法 / 非平衡相転移 / 動的協働促進機構 / 時空アンサンブル / 融解現象 / 動的ファシリテーション理論 / ガラス・ジャミング転移
研究成果の概要

高密分子・ガラス系の「相転移」や遅い緩和に関する「神秘な物性」の解明は、大きな難問となっている。研究が精力的に行われているが、未だ決定的な理論や概念が存在せず、世界中の研究者を魅了し続けている。本プロジェクトでは、研究代表者の開発したオリジナルな高密度剛体球系の高速アルゴリズムや新しい解析の方法論を用い、「フリージング」「フラジリティ」「ファシリテーション」という概念を軸に、理論・実験・計算機シミュレーションによる国際共同研究体制で、非熱ガラス系へ拡張された動的ファシリテーション機構と時空アンサンブル解析による非平衡相転移の解明を目標とし、研究を遂行した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、人間組織を活性化し協働促進させる「ファシリテーション」が注目を集めているが、分子ガラス系でも「ファシリテーション」が起こるとする独創的な理論が提唱され、大きな論争となっている。本プロジェクトでは、新しい方法論を基礎に、構造ガラス系をめぐる「遅い緩和」の微視的機構を分子シミュレーションとコロイド実験の双方から国際協力体制で遂行し、新しい物理的機構を探求した。従来の「急冷ガラス」とは異なり、「急圧非熱系」研究の発展に学術的意義があり、剛体球系の「Alder転移」のように、単純さゆえ基本概念が、広範な分野へのパラダイムシフトをもたらす潜在力をもつという観点で、社会への成果の還元が期待できる。

報告書

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

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 香港理工大学/ハルビン工業大学(深セン校)/香港科技大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] エコールノルマルシュペリウール(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] エコールノルマルシュペリウール(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 香港理工大学/ハルビン工業大学(深セン校)/香港科技大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] エコールノルマルシュペリウール(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 香港理工大学/ハルビン工業大学(深セン校)(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 粉体乱流―マクロとミクロをつなぐ架け橋へ2018

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴, 齊藤国靖
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 73 号: 7 ページ: 469-474

    • DOI

      10.11316/butsuri.73.7_469

    • NAID

      130007610560

    • ISSN
      0029-0181, 2423-8872
    • 年月日
      2018-07-05
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clustering impact regime with shocks in freely evolving granular gas2017

    • 著者名/発表者名
      Isobe Masaharu
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 140 ページ: 04006-04006

    • DOI

      10.1051/epjconf/201714004006

    • NAID

      130006710701

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 剛体球系の結晶化2017

    • 著者名/発表者名
      礒部 雅晴
    • 雑誌名

      日本結晶成長学会誌

      巻: 44 号: 3 ページ: n/a

    • DOI

      10.19009/jjacg.44-3-05

    • NAID

      130006206587

    • ISSN
      0385-6275, 2187-8366
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 剛体球系の分子シミュレーションとその応用-結晶化、粗大化、ガラスー2019

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴
    • 学会等名
      物性研究所スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の新展開」 (東京大学物性研究所、柏、千葉)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 剛体球系の分子シミュレーションとその応用-結晶化、粗大化、ガラス-2019

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴
    • 学会等名
      非線形科学とその周辺セミナー (京都大学情報学研究科先端科学専攻)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of nearest neighbor in binary hard disk mixture systems2019

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Isobe
    • 学会等名
      XXXI IUPAP Conference on Computational Physics (The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2成分剛体円板系における最近接粒子の判定法とその特徴2019

    • 著者名/発表者名
      児山弘昌,礒部雅晴
    • 学会等名
      第9回ソフトマター研究会 (名古屋大学 坂田・平田ホール)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2成分剛体円板系における最近接粒子の判定法とその特徴2019

    • 著者名/発表者名
      児山弘昌,礒部雅晴
    • 学会等名
      第33回分子シミュレーション討論会 (名古屋市公会堂)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2成分剛体円板系における最近接粒子の判定法とその特徴2019

    • 著者名/発表者名
      児山弘昌,礒部雅晴
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会 (名古屋大学東山キャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Particle hopping repetition and kinetic arrest in colloidal glass2018

    • 著者名/発表者名
      Cho-Tung Yip, Masaharu Isobe, Simiao Ren, Kin-Ping Wong, Chun-Sing Lee, Yafei Yang, Si-Cong Zhu, Yuen-Hong Tsang, Yilong Han, and Chi-Hang Lam
    • 学会等名
      Unifying Concepts in Glass Physics 7
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 計算統計物理学の歴史的発展と応用 -剛体球系の分子シミュレーションを中心に-2018

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴
    • 学会等名
      分子シミュレーション夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hard Sphere Simulation in Statistical Physics --- Novel Algorithms Elucidate the Mystery of Phase Transition2017

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Isobe
    • 学会等名
      Seminar at Dept. of Applied Physics, The Hong Kong Polytechnic University, China
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Clustering Impact Regime with Shocks in Freely Evolving Granular Gas2017

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Isobe
    • 学会等名
      Powders and Grains 2017 (Montpellier, France)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hard-Sphere Melting and Crystallization with Modern Hybrid Algorithms2017

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Isobe
    • 学会等名
      The XXIXth IUPAP Conference on Computational Physics (CCP2017) (Paris, France)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] コロイド結晶の形成とその応用(担当:第3章 3. 剛体球粒子分散系の構造形成シミュレーション)2020

    • 著者名/発表者名
      礒部雅晴(分担執筆)(監修: 中村浩、山中淳平)
    • 出版者
      株式会社シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315027
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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