| 研究課題/領域番号 |
21H01007
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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13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
早田 智也 慶應義塾大学, 経済学部(日吉), 助教 (50762655)
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| 研究分担者 |
川口 喬吾 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (00787319)
小澤 知己 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (80825993)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | アクティブマター / カイラリティ / トポロジー / 液晶 / カイラル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの研究により理論と実験の定量的な比較が可能であることが明らかにされている神経幹細胞系(2次元系)をプラットフォームとして、アクティビティとカイラリティが織り成す普遍的な輸送現象を明らかにする。2次元系の基本法則を明らかにした上で、本研究はさらに3次元系へと研究を進める。現実の生体系は3次元的であるので、アクティブマターの学理を生命現象へと応用するためには理論の3次元的拡張が必須である。しかしながら3次元系のアクティブネマティクスの理論はまだほとんど確立されていない。 我々は2次元系の研究で得られた知見を活かし、このフロンティアを開拓する。
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| 研究成果の概要 |
アクティブマターと呼ばれる自己駆動する粒子の集団において、集団を構成する粒子がもつミクロなカイラリティ(キラリティ)により生じるマクロな輸送現象(カイラルな輸送現象)を実験的に発見し、理論的にミクロな機構を解明した。さらに、実験と理論の間の定量的な比較を進め、実験量から理論モデルのパラメータを決定する方法を確立し、実験的に決定した理論モデルを用いて予測を与える枠組みを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アクティブマターの精密な実験系とその定量的な理論モデルの両方を確立したことは非平衡統計力学の基礎研究を今後進めていく上で非常に重要な進展であったと考える。
また、本研究で得られたagent-based modelに基づく数値計算のノウハウは例えばナノロボットなど高機能物質を人工的に設計する際の理論的な枠組みとして生かすことができるなど、将来的な工学的応用を通じて社会的な意義があると考える。
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