熱が関わる輸送現象における輸送形態の分類、揺らぎ、制御の統計力学的研究

• 研究課題/領域番号: 23740289
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2012-2013); 東京大学 (2011)
• 研究代表者: 齊藤 圭司 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (90312983)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 輸送現象 / 熱現象 / 非平衡基礎論 / 非平衡統計力学 / 国際情報交流、 インド、イタリア、ドイツ

研究概要

本研究課題において主に３つの問題を扱った。第一に、一次元系の熱輸送現象に見られる異常輸送現象の問題、第二に時間反転対称性を破った系での熱伝効率の理論的限界の問題、第三に非平衡定常状態での熱流ゆらぎの問題である。第一の問題に関しては、異常輸送のメカニズムを現象論的に理解するために、異常拡散現象の典型的な数学的モデルであるレビーウォークを使って実験と一貫する結果を得た。第二の問題では磁場を入れた系での電子輸送を考え、熱が仕事に変換される熱効率を考えて、時間反転対称性のある系で許される限界を超えることが出来ることが示された。第三の問題では、３次元系の具体的なモデルで相加原理という予想を検証した。

研究成果

• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Brundner, Keiji Saito and U. Seifert
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: vol.110 ページ: 70603-70603
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Dhar, Keiji Saito and B. Derrida
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol.87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kondo-signature in heat transfer via local two-state system (2013)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito and Takeo Kato
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 111 号: 21
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.214301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exact solution of a Levy walk model for anomalous heat transport (2013)
  • 著者名/発表者名: Abhishek Dahr, Keiji Saito, and Bernard Derrida
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 87 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreve.87.010103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong bounds on Onsager coefficients and efficiency for three terminal thermoelectric transport in a magnetic field (2013)
  • 著者名/発表者名: Kay Brandner, Keiji Saito, and Udo Seifert
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 号: 7
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.070603
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Dhar, Keiji Saito and P. Hanggi
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol.85 ページ: 11126-11126
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱伝導と統計力学～異常輸送と拡散～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 齊藤圭司
  • 雑誌名: 数理科学 巻: 12月号
• [雑誌論文] 非平衡系における相加性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齊藤圭司
  • 雑誌名: 物理学会誌 巻: 第67巻第9号 ページ: 650-650
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito, G. Benenti, G. Casati and T. Prosen
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol.84
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito and A. Dhar
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol.83 ページ: 41121-41121
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito and H. Tasaki
  • 雑誌名: J. Stat. Phys 巻: vol.145 ページ: 1275-1275
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, Y. Yamauchi, M. Hashisaka, K. Chida, K. Kobayashi, T. Ono, R. Leturcq, K. Ensslin, Keiji Saito, Y. Utsumi, A. C. Gossard
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: vol.83 ページ: 155431-155431
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Dhar, O. Narayan, A. Kundu and Keiji Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 巻: vol.83 ページ: 11101-11101
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito and A. Dhar
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: vol.107 ページ: 250601-250601
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito, G. Benenti and G. Casati
  • 雑誌名: Chem. Phys 巻: vol.375 ページ: 508-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Benenti, Keiji Saito and G. Casati
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: vol.106 ページ: 23602-23602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermopower with broken time-reversal symmetry (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito, Giuliano Benenti, Giulio Casati and Tomaz Prosen
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 84 号: 20
  • DOI: 10.1103/physrevb.84.201306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Additivity Principle in High-Dimensional Deterministic Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Saito and Abhishek Dhar
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 107 号: 25
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.250601
  • 査読あり
• [学会発表] 二準位系を介した熱輸送における近藤効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤岳生
  • 学会等名: 日本物理学会第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] アハラノフ・ボームリングにおける非平衡揺らぎ関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西原禎孝,中村秀司,知田健作,荒川智紀,田中崇大,小野輝男,内海裕洋,齊藤圭司,R. LeturcqC,K. EnsslinD,小林研介
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
• [学会発表] 非平衡ゆらぎの統計力学的展開-熱輸送を中心に- (2012)
  • 著者名/発表者名: 齊藤圭司
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
• [備考]
  • URL: http://www.phys.keio.ac.jp/faculty/ksaito/syousai/index-saito.html