| 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, 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 |
完了 (2024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 | ガラス転移 / 非平衡統計力学 / アクティブマター / ジャミング転移 / レオロジー / ソフトマター物理 / 生物物理 |
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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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| 研究成果の概要 |
ガラス転移とその温度ゼロの極限とも言うべきジャミング転移の本質を探索するために，密度や温度に加え，「非平衡度」という新しい軸を加え，力学応答や非平衡揺らぎへの応答を通じて，ガラス研究特有の平衡化の困難を克服する．具体的には，(1)大変形・流動を加えた系や，(2)自己駆動する粒子集団であるアクティブマターのガラス転移を考える．(1)においては，ガラス・ジャミング系の転移点近傍における非線形レオロジーにおける普遍性と新理論の開拓に成功した．(2)においては生物の集団運動と非平衡性，そしてガラス的スローダイナミクスが同居したときの多様な振る舞いを明らかにすることに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非線形レオロジーとアクティブマターは，ともに既に多くの研究が行われている．しかし，これらの多くはガラス物理の多様性や類似性に注目したものが多かった．非線形レオロジーについては，我々の研究により、知られていた多様な非線形力学応答が，たった一つのスケール則で説明できることが明らかになった点で意義深い．また，アクティブマターのこれまでのガラス研究は、通常のガラスやジャミング系で既に知られているレオロジーとの類似性を見出すことを指向するものがほとんどであった．それに対して我々の成果は，いかなるレオロジー研究でも見いだされなかった新規現象を見出した点で独創的である．
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