高密剛体球系の時空アンサンブル解析による非平衡相転移と動的協働促進機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26400389
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 礒部 雅晴 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80359760)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 高密剛体球系 / 分子動力学 / 非平衡相転移 / 動的協働促進機構 / 時空アンサンブル / 分子動力学法 / 国際情報交換 米国 / 国際情報交換 仏国

研究成果の概要

高密系における「ガラス・ジャミング転移」の遅い緩和を記述する統一的（普遍的）枠組みに関する研究が精力的に行われている．これまで，理論・実験・計算機シミュレーションを軸に，多角的な観点から問題解決の努力がなされたが，決定的な概念や理論は存在せず，未だ多くの研究が絶え間なく創生され，世界中の研究者を魅了し続けている．本プロジェクトでは研究代表者の開発した高密剛体球系の高速アルゴリズム解析の新しい方法論を基礎に，剛体系の融解現象並びに，近年著しく注目を集めているガラス転移の動的協働促進（ダイナミック・ファシリテーション）機構の拡張と時空アンサンブル解析による非平衡相転移の解明を行った．

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)
• [国際共同研究] エコールノルマルシュペリウール(フランス)
• [国際共同研究] ノッティンガム大学(英国)
• [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)
• [国際共同研究] エコールノルマルシュペリウール(フランス)
• [国際共同研究] ノッティンガム大学(英国)
• [雑誌論文] Clustering Impact Regime with Shocks in Freely Evolving Granular Gas (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 印刷中
  • NAID: 130006710701
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hard sphere simulation in statistical physics --- methodologies and applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe
  • 雑誌名: Molecular Simulation 巻: 42 号: 16 ページ: 1317-1329
  • DOI: 10.1080/08927022.2016.1139106
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Applicability of Dynamic Facilitation Theory to Binary Hard Disk Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Aaron S. Keys, David Chandler, and Juan. P. Garrahan
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 117 号: 14 ページ: 145701-145701
  • DOI: 10.1103/physrevlett.117.145701
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hard-Sphere Melting and Crystallization with Event-Chain Monte Carlo (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe and Werner Krauth
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 巻: 143 号: 8 ページ: 084509-084509
  • DOI: 10.1063/1.4929529
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 国際会議報告「Berni Alder's 90th Birthday Symposium」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 雑誌名: アンサンブル 巻: 17 ページ: 234-236
  • NAID: 130005277214
• [雑誌論文] 大規模公開オンライン講座(MOOC)「Statistical Mechanics: Algorithms and Computations (統計力学---アルゴリズムと数値計算---)」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 雑誌名: アンサンブル 巻: 18 ページ: 43-46
  • NAID: 130005312261
• [学会発表] ガラス形成物質の神秘な物性と分子の世界の「ファシリテーション」 －非熱系へ拡張された動的協働促進理論と剛体球系高速シミュレーション－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 「ソフトマターを中心とした材料科学の基礎と応用」シンポジウム
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学（京都市）
  • 年月日: 2017-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 粉体気体系の後期発展過程におけるクラスターインパクトと衝撃波 (2017)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(大阪市)
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ガラス形成物質の神秘な物性と分子の世界の「ファシリテーション」 －非熱系へ拡張された動的協働促進理論と剛体球系高速シミュレーション－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 階層と全体-連携研究会「シミュレーションによる『自然科学における階層と全体』」
  • 発表場所: 名古屋ルーセントタワー(名古屋市)
  • 年月日: 2017-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] ガラス形成物質の神秘な物性と分子の世界の「ファシリテーション」 －非熱系へ拡張された動的協働促進理論と剛体球系高速シミュレーション－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 第３回 産総研・東北大 MathAM-OIL セミナー
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2017-01-31
  • 招待講演
• [学会発表] Hard-Sphere Melting and Crystallization with Event-Chain Monte Carlo (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Werner Krauth
  • 学会等名: The 4th International Conference on Molecular Simulation
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-10-23
  • 国際学会
• [学会発表] 粉体気体系の後期発展過程におけるクラスターインパクトと衝撃波 (2016)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 日本流体学会 年会2016
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] Dynamic Facilitation in Binary Hard Disk Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Aaron S. Keys, Juan. P. Garrahan and David Chandler
  • 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] Dynamic Facilitation in Binary Hard Disk Systems (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Aaron S. Keys, Juan. P. Garrahan and David Chandler
  • 学会等名: International Workshop on Jamming and Granular Matter, Satellite meetingof StatPhys26
  • 発表場所: Queen Mary University of London, UK
  • 年月日: 2016-07-13
  • 国際学会
• [学会発表] 統計物理学と分子シミュレーション (2016)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 「コンピュータ・シミュレーションの科学論」研究会
  • 発表場所: 国立科学博物館、上野本館、東京
  • 年月日: 2016-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] ２成分剛体球過圧縮液体に拡張された動的協働促進理論 (2015)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴, Aaron S.Keys, and David Chandler
  • 学会等名: 物性研短期研究会「ガラス転移と周辺分野の科学」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所、東京大学
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Dynamic Facilitation in Binary Hard Disk Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Aaron S. Keys and David Chandler
  • 学会等名: 4th International Workshop on Dynamics in Viscous Liquids
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2015-05-04
  • 国際学会
• [学会発表] Hard-Sphere Melting and Crystallization with Event-Chain Monte Carlo (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Werner Krauth
  • 学会等名: 70th Annual Meeting of the Physica Society of Japan
  • 発表場所: Waseda Univ. Tokyo
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Dynamic Facilitation in Binary Hard Disk Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Aaron S. Keys and David Chandler
  • 学会等名: Physics of Structural and Dynamical Hierarchy in Soft Matter
  • 発表場所: Institute of Industrial Science, Univ. Tokyo, Tokyo
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Dynamic Facilitation in Binary Hard Disk Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe, Aaron S. Keys and David Chandler
  • 学会等名: 2015 Mini Stat Mech Meeting
  • 発表場所: U.C.Berkeley, CA, USA
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-11
• [学会発表] ２成分剛体球過圧縮液体における動的協働促進機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴, Aaron S.Keys, and David Chandler
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学、愛知県春日井市
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Nucleation of Hard Spheres in local Monte Carlo, Event-Chain Monte Carlo, and Molecular Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe and Werner Krauth
  • 学会等名: Conference on Computational Physics 2014
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-14
• [学会発表] 剛体球系の分子シミュレーションとその応用－粉体、ガラス、2次元融解－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 土曜談話会
  • 発表場所: 福工大、福岡
  • 年月日: 2014-08-02
  • 招待講演
• [学会発表] 剛体球系の分子シミュレーションとその応用－粉体、ガラス、2次元融解－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 礒部雅晴
  • 学会等名: 企業研究会「ＣＡＭＭフォーラム」
  • 発表場所: アイビーホール、東京
  • 年月日: 2014-05-09
  • 招待講演
• [図書] Advances in the Computational Sciences --- Proceedings of the Symposium in Honor of Dr Berni Alder's 90th Birthday, (分担執筆, Chapter 6, pp.83-107) (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Isobe (edited by Eric Shwegler, Brenda M. Rubenstein and Stephen B. Libby)
  • 出版者: World Scientific
• [備考] 名古屋工業大学ホームページ（プレスリリース）
  • URL: http://www.nitech.ac.jp/news/press/2016/5050.html
• [備考] アメリカ科学振興協会(AAAS)オンライン国際研究広報「EurekAlert!」
  • URL: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-12/niot-aod120616.php