大域熱力学アプローチによるイオン流の制御

• 研究領域: イオン流の非平衡性と集団運動の理解による材料デザイン変革
• 研究課題/領域番号: 25H01975
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 佐々 真一 京都大学, 理学研究科, 教授 (30235238)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: イオン流 / 非平衡統計力学 / 大域熱力学

研究開始時の研究の概要

ミクロとメソとマクロをつなぐ非平衡統計力学のひとつのアプローチである大域熱力学の視点から、イオン流を制御する理論を構築する。大域熱力学とは、空間的に不均一な非平衡状態を大域的な変数で特徴づけ、大域的な量に対する熱力学関係式が非平衡に矛盾なく一意に拡張される形式であり、非平衡流によって準安定状態が安定化することを定量的に予言する。この大域熱力学を基盤として、1. イオン流のメソスケール記述、2. イオン流のマクロスケール記述、3. イオン流の非平衡相転移について、普遍的な記述を構築することで新しい現象を予言し、実験と比べる。最終的には、大域熱力学によって複合材料の最適化デザインを議論する。