| 研究課題/領域番号 |
20H00128
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宮崎 州正 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (40449913)
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| 研究分担者 |
池田 昌司 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00731556)
川崎 猛史 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10760978)
水野 大介 九州大学, 理学研究院, 教授 (30452741)
吉野 元 大阪大学, サイバーメディアセンター, 准教授 (50335337)
竹内 一将 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50622304)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,110千円 (直接経費: 34,700千円、間接経費: 10,410千円)
2023年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2022年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2021年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2020年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
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| キーワード | 非平衡統計力学 / ソフトマター物理 / 生物物理 / ガラス転移 / アクティブマター / ジャミング転移 / レオロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
液体が低温で結晶状に固まる現象は相転移としてよく理解されているが、液体が低温でアモルファス状に固まるガラス転移は、未だによく理解されていない。相転移であれば秩序の変化を伴うはずだが、アモルファス固体の中にそれがはっきりと見えないのである。このガラスに隠れているに違いない秩序を探すために、我々は、ガラスを変形させるなど、あえて非平衡状態に置くことを考える。系が熱平衡状態から大きくずれると、より低温・高圧力の領域の探索が容易になったり、ランダムな秩序を検出しやすくなるからである。我々の研究は、ガラス転移の本質的理解に資するだけでなく、ガラスの応用の裾野を広げる可能性を秘めている。
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| 研究実績の概要 |
アクティブマターの分野では、理論モデルの最も単純な模型であるActive Brownian Particlesに対して、慣性を導入することで運動誘起相分離を抑制することで、密度揺らぎと速度揺らぎの相関長を数値実験により観測した。また同じモデルに、さらにキラリティを導入し、その密度揺らぎが強く抑制されることを理論と数値実験により確認した。
ガラス系の研究では、ガラス転移点近傍における多点相関関数を、モード結合理論を越えたループ展開の高次項まで計算した。
ジャミング転移研究においては、粘弾性レオロジーと非線形レオロジーの転移点近傍の競合の研究を中心におこなった。また転移点近傍における揺らぎの抑制を系統的に研究した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究代表者の当初の目標であったアクティブマター研究が進展し、この分野での初めての学術論文を出版てきたほか、関連する多くの学会発表を行うことができた。またジャミング転移における超一様性と呼ばれる揺らぎの異常について新しい進展があった。一方、最終目標であるアクティブマターとガラス転移の融合に向けての進展は、まだ十分とは言えない。
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| 今後の研究の推進方策 |
コロナ禍のもとで国際的なコミュニケーションを十分に取れていなかったことを反省し、より積極的に海外の研究者との議論を進める他、海外の若手研究者の博士研究員の雇用なども進める。さらに学生と博士研究員とともに、本丸ともいうべきアクティブマターとジャミング転移、ガラス転移の融合研究を進める。具体的には、Active Brownian Particles模型におけるジャミング転移における揺らぎの相関、遅いダイナミクス、キラリティの影響などを中心に数値実験を行う。
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