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 |
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 | 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) |
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 | 磁気摩擦 / 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 |
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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研究成果の概要 |
本研究では大幅に簡略化した磁気摩擦の模型を用いて、有限サイズ系における磁気構造と物体の運動の関係や、その摩擦力への影響を調べた。数値シミュレーション及び理論的考察の結果、物体の運動の抵抗係数γが小さい場合はstick状態とslip状態が別個な準安定状態のように分離することが確認された一方、γが大きい場合はそうした分離が起こらず、格子の運動は熱活性化過程の一種として扱えることが確認された。 この研究と並行して、統計力学模型の有限サイズ効果そのものに関する考察も行った。具体的には、長距離相互作用を持つIsing模型に関して、システムサイズが有限の場合の平均場近似からのずれを摂動論的に計算した。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
stick状態とslip状態が準安定状態のように分離する例の存在や、有限サイズ系を考察することの重要性などの、この研究を通じて得られた知見は今後磁気摩擦に限らず摩擦という現象全般の微視的なメカニズムに関する研究を進める上で興味深いものとなる。 また、有限サイズ効果そのものを理論的に考察する手法の構築は、将来摩擦に限らず様々な現象の考察に役立つことが期待される。
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