液晶乱流が拓くマクロ非平衡系の実験統計力学

• 研究課題/領域番号: 25707033
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 東京工業大学 (2015); 東京大学
• 研究代表者: 竹内 一将 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (50622304)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2013年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 統計物理学 / 非平衡・非線形物理学 / 数理物理学 / 臨界現象 / 液晶 / 乱流 / 界面成長 / スケーリング則 / 相転移 / 数理物理

研究成果の概要

本研究では、電気的に駆動した液晶の乱流状態を用いて、吸収状態転移と呼ばれる種類の相転移現象や界面成長現象における新たな普遍的物理法則の探求を行った。吸収状態転移については、符号反転対称性のもとでの臨界現象を測定するために最適な実験系を同定し、その実現に向けた諸測定を行った。界面成長現象については、(1)円から外向きに成長する界面、(2)円から内向きに成長する界面、(3)成長速度の異なる２領域中を成長する界面の３通りにおいて、界面ゆらぎにそれぞれどのような統計則が出現するか実験的または数値的に観測し、実験とモデルの比較や理論家との連携を通じて、結果の普遍性を検討した。

研究成果

• [国際共同研究] Columbia University/Georgia Institute of Technology(米国)
• [国際共同研究] Universite Paris-Saclay/ENS-Paris/Universite Paris 7(フランス)
• [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)
• [雑誌論文] 確率的統計力学モデルとKPZ普遍法則 －非平衡トイモデルが自然現象と出会うとき (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 雑誌名: 数理科学 巻: 631 ページ: 26-31
• [雑誌論文] A KPZ Cocktail- Shaken, not stirred... Toasting 30 years of kinetically roughened surfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Timothy Halpin-Healy and Kazumasa A. Takeuchi
  • 雑誌名: J. Stat. Phys. 巻: 160 号: 4 ページ: 794-814
  • DOI: 10.1007/s10955-015-1282-1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] To be, or not to be －吸収状態をめぐる非平衡臨界現象の物理学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 70 ページ: 599-607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interface fluctuations for deposition on enlarging flat substrates, (2014)
  • 著者名/発表者名: I. S. S. Carrasco, K. A. Takeuchi, S. C. Ferreira, and T. J. Oliveira
  • 雑誌名: New. J. Phys. 巻: 16 号: 12 ページ: 123057-123057
  • DOI: 10.1088/1367-2630/16/12/123057
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tracy-Widom distributions in experiment: evidence in growing interfaces of liquid crystal turbulence (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 雑誌名: MSRI Publications 巻: 65 ページ: 495-507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental approaches to universal out-of-equilibrium scaling laws: turbulent liquid crystal and other developments (2014)
  • 著者名/発表者名: K.A. Takeuchi
  • 雑誌名: Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 巻: 2014 号: 1 ページ: P01006-P01006
  • DOI: 10.1088/1742-5468/2014/01/p01006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover from Growing to Stationary Interfaces in the Kardar-Parisi-Zhang Class (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 110 号: 21 ページ: 210604-210604
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.210604
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Lyapunov modes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi and Hugues Chate
  • 雑誌名: J. Phys. A: Math. Theor. 巻: 46 号: 25 ページ: 254007-254007
  • DOI: 10.1088/1751-8113/46/25/254007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 目で見るランダム行列理論の統計則 －界面ゆらぎでの実例 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 雑誌名: 応用数理 巻: 23(2) ページ: 10-19
  • NAID: 110009616454
  • 査読あり
• [学会発表] 未定 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Fundamental Problems in Statistical Physics XIV
  • 発表場所: Bruneck (Italy)
  • 年月日: 2017-07-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 未定 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Frontiers in Mathematical Physics
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2017-01-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ASEP as a surface growth model: universal fluctuation and its experimental test (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Statistical Physics workshop on Recent Developments in Asymmetric Exclusion Processes and its Applications
  • 発表場所: Tehran (Iran)
  • 年月日: 2016-09-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 界面成長の普遍ゆらぎにおける時間相関の異常性（仮題） (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 異常拡散現象をめぐる最近の進展
  • 発表場所: 慶應大学
  • 年月日: 2016-08-31
  • 招待講演
• [学会発表] The Kardar-Parisi-Zhang equation （仮題） (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Summer School on Non-equilibrium Statistical Physics and Active Matter Systems
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Anomalous time correlation of KPZ and weak ergodicity breaking (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi and Takuma Akimoto
  • 学会等名: STATPHYS26
  • 発表場所: Lyon (France)
  • 年月日: 2016-07-18
  • 国際学会
• [学会発表] Slow relaxation and aging of universal KPZ fluctuations: how different are circular and flat interfaces? (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Stat'Phys 26 - Statistical Physics Conference Satellite, Non-equilibrium dynamics in classical and quantum systems: From quenches to slow relaxations
  • 発表場所: Pont-a-Mousson (France)
  • 年月日: 2016-07-13
  • 国際学会
• [学会発表] Exploring geometry dependence of KPZ interfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: 新学術領域「ゆらぎと構造の協奏」 第3回領域研究会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2016-06-19
• [学会発表] Time correlation properties of KPZ fluctuations: from experimental perspectives (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: KITP program, New approaches to non-equilibrium and random systems: KPZ integrability, universality, applications and experiments
  • 発表場所: Santa Barbara (USA)
  • 年月日: 2016-02-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 液晶が繋ぐ量子乱流と古典乱流 ～非平衡相転移という視点から～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 量子乱流と古典乱流の邂逅
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-01-07
  • 招待講演
• [学会発表] Random-matrix distributions under microscope: evidence for universal interfacial fluctuations (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: RMT2015: Random matrix theory from fundamental mathematics to biological applications
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学
  • 年月日: 2015-11-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] さまざまなスケールで現れる界面ゆらぎの普遍法則 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 第4回 関西若手物性研究会 さまざまなスケールから見る物性 ～ソフトマターからストリングまで～
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Universal Fluctuations of Growing Interfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: iCeMS International Symposium: Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-09-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Weak ergodicity breaking in KPZ-class growing interfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi and Takuma Akimoto
  • 学会等名: International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-08-22
  • 国際学会
• [学会発表] Universal transitions to turbulence: from simple fluid to liquid crystal, and quantum fluid (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Yukawa International Seminar 2015 (YKIS2015): New Frontiers in Non-equilibrium Statistical Physics 2015
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-08-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 乱流相転移の普遍性：古典流体、液晶から量子流体まで (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 新学術領域「ゆらぎと構造の協奏」 第2回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-05-01
  • 招待講演
• [学会発表] 非平衡ゆらぎのKPZ普遍クラス：界面から絶縁体抵抗まで (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 統計物理学懇談会（第3回）
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] Universal fluctuations of growing interfaces and characterization via sign renewals (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Kyoto Winter School for Statistical Mechanics, Focus Meeting
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
  • 年月日: 2015-02-17
  • 招待講演
• [学会発表] 液晶で探る、ゆらぐ界面成長の非平衡普遍法則 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 第8回 物性科学領域横断研究会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2014-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] Weak ergodicity breaking in KPZ-class interfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Fluctuation and Correlation in Stochastic Systems
  • 発表場所: Tokyo (Japan)
  • 年月日: 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 液晶の「量子渦」と乱流 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 日本物理学会 2014 秋季大会
  • 発表場所: 中部大学（愛知県春日井市）
  • 年月日: 2014-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] KPZ-class interfaces in turbulent liquid crystal: beyond a "mere" confirmation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Interface fluctuations and KPZ universality class - unifying mathematical, theoretical, and experimental approaches
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
  • 年月日: 2014-08-21
• [学会発表] ゆらぐ界面成長の普遍法則 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 新学術領域「ゆらぎと構造の協奏」 第一回若手勉強会「非平衡統計力学の基礎理論」
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental evidence of KPZ growing interfaces and beyond (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: School on Non-linear Dynamics, Dynamical Transitions and Instabilities in Classical and Quantum Systems
  • 発表場所: Trieste (Italy)
  • 年月日: 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Covariant Lyapunov vectors capture the collective dynamics of large chaotic systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Dynamics Days Asia Pacific 08
  • 発表場所: Chennai (India)
  • 年月日: 2014-07-22
  • 招待講演
• [学会発表] Turbulent liquid crystals unveil universal fluctuation properties of growing interfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Advances in Nonequilibrium Statistical Mechanics
  • 発表場所: Florence (Italy)
  • 年月日: 2014-06-10
• [学会発表] 液晶の“量子渦”乱流が見せる非平衡臨界現象の世界 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 物性研短期研究会 スーパーマターが拓く新量子現象
  • 発表場所: 東京大学物性研究所（千葉県柏市）
  • 年月日: 2014-04-17
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring universal scaling laws far from equilibrium with turbulent liquid crystal (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: APS March Meeting 2014
  • 発表場所: Denver, USA
  • 招待講演
• [学会発表] KPZ界面成長における、弱いエルゴード性の破れ (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年次大会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県）
• [学会発表] Exploring universal out-of-equilibrium scaling laws with turbulent liquid crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: STATPHYS25
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Emergence of random-matrix statistics as universal properties of growing interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Mathematical Statistical Physics
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
• [学会発表] Powerful and geometry-dependent universality in growing interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: Small Systems far from Equilibrium: Order, Correlations, and Fluctuations
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Critical phenomena out of equilibrium probed by liquid-crystal turbulence (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: East Asia Joint Seminars on Statistical Physics 2013
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental evidence for universal fluctuation properties of growing interfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa A. Takeuchi
  • 学会等名: 12th Workshop on Stochastic Analysis on Large Scale Interacting Systems
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] ゆらぐ界面成長にひそむ非平衡普遍法則 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹内一将
  • 学会等名: 新学術領域研究「ゆらぎと構造の協奏」 第１回領域研究会
  • 発表場所: KKRホテル熱海（静岡県）
• [備考] 竹内研究室 研究内容紹介ページ
  • URL: http://lab.kaztake.org/research-j.html
• [備考] 竹内一将 -Official Website-
  • URL: http://jp.kaztake.org
• [備考] 竹内一将 -Official Website-
  • URL: http://jp.kaztake.org