| 研究課題/領域番号 |
21K13857
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 滋賀大学 (2023)
九州大学 (2022)
国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2021) |
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研究代表者 |
小松 尚登 滋賀大学, データサイエンス学系, 助教 (50812963)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 平均場理論 / 有限サイズ効果 / 全結合模型 / 磁性 / 相転移 / 摩擦 / 非平衡状態 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁気摩擦、つまり磁性体間の磁気相互作用に起因する摩擦の統計力学模型は、摩擦の微視的メカニズムの研究の一環として近年研究されている。本研究では、それらの模型における摩擦力と表面の相対速度との関係などの特性を調べ、通常の固体表面間の摩擦との類似点、相違点などを考察することで、摩擦という現象全般に対する理解を深め、加えてこのような格子同士が相対運動している磁性体において出現する磁気構造に関する非平衡統計力学的な側面からの理解も目指すものである。
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| 研究実績の概要 |
昨年度の研究においては、大幅に簡略化した統計力学模型における磁気摩擦を対象に、理論と数値シミュレーションの両面から考察を行った。この際、表面の運動に対する抵抗係数γの値が小さければstick状態とslip状態の二者が別個の準安定状態として分離し、一方でγが大きければそうした分離は発生しないこと、加えてこの二通りの状況の違いが有限サイズ系と熱力学極限での摩擦力Fと速度vの関係を変えていることが判明していた。
ただし、昨年度は磁性体にかかる外力が固定された状況のみ取り扱っていた他、抵抗係数γが大きく影響しているはずの運動において、その値が小さいという状況がどういった物理的機構によって発生しているのかなど、不明な部分もあった。
そこで今年度は磁性体をVoigt型素子に括り付け、素子の他端を一定速度vで引くことで、ある種の速度固定の状況を作り出し、その際のF-v関係やstick,slip両状態間の関係などがどのように変化するかを研究した。この際、素子を直列に多数繋ぐことで、弾性定数kや抵抗係数γの値が実効的に小さくなることを確認し、昨年度の問題であった小さいγの物理的な起源に関して一つの可能性を提示できた。一方で数値シミュレーションの結果として、速度固定の場合はF-v関係や磁性体の状態がkやγなどに複雑に依存し、外力固定の場合の理論的考察等をそのまま拡張することは難しいということも判明した。そのため、速度固定の場合に関する理論的考察は今後の課題となる。
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