| 研究課題/領域番号 |
19H01859
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
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研究代表者 |
奥村 剛 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (80271500)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 滴・バブルの動力学 / 擬二次元系 / 融合・分離 / 液体トポロジー転移 / スケーリング則 / 自己相似動力学 / 流体トポロジー転移 / 臨界現象 / 連続体力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
流体界面が、ちぎれたり、合一したりして、界面に特異な形が現れる特異動力学現象は、一見全く異なる臨界現象と呼ばれる現象との類似性もあり、物理学者や応用数学者の注目を集めてきているが、その数理にはまだ未解明な点が多い。本代表者は最近、独自に擬二次元系での研究を実験・理論の両面から展開し数々の成果を上げてきた。本研究では、このように特有な性質を持つ擬二次元系に着目し、これまでの研究をさらに発展させ、実験と理論を行き来しつつスケーリング則と呼ばれるシンプルな法則を確立し、次元性・対称性に着目して、流体界面の特異動力学の数理構造の普遍性を解明し、また、スケーリング則の確立を目指した種々の研究も展開する。
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| 研究成果の概要 |
流体界面が、ちぎれたり、合一したりして、界面形状に特異な形状が現れる特異動力学現象は、相転移における臨界現象との類似性もあり、多くの物理学者や応用数学者の注目を集めてきた。本代表は、こうした特異動力学の研究を、擬二次元系の液滴やバブルの界面動力学を通して、実験・理論の両面から展開してきた。本研究では、一連の研究を、次元や対称性に着目してさらに展開した。その結果、複数の異なる自己相似動力学を見出し、それを特徴づけるマスターカーブが閉じ込めのパラメーターに強く依存することを示した。背後に、豊富な物理が潜んでいることが予想され、今後、繰り込み群理論に基づいた理論的展開も含んだ更なる展開が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、特異動力学という自然科学の広い分野で見られる現象を、一般の人々が親しみのある現象の中からとりだし、その臨界現象とのアナロジーを、臨界現象に本質的な次元と対称性に着目して探求した。その結果、驚くほど豊富な物理が見え始めており、今後、現代物理学の発展を支える臨界現象の物理への人類の理解の深まりが、さらに期待できる。最先端の物理学が、目に見える日常現象を題材に発展することは、一般の人々の科学に対する興味を啓発することにも大きく貢献するポテンシャルがある。この可能性を探るために、本代表は、本研究をテーマとした一般啓蒙書を出版し、さらに、一般向け一般向けの雑誌に1年間のエッセイ連載も行った。
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