| 研究領域 | ゆらぎと構造の協奏：非平衡系における普遍法則の確立 |
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| 研究課題/領域番号 |
25103004
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐野 雅己 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40150263)
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| 研究分担者 |
竹内 一将 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (50622304)
笹本 智弘 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (70332640)
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| 研究期間 (年度) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| キーワード | 非平衡ゆらぎ / アクティブマター / 散逸構造 / 界面成長ゆらぎ / 非平衡相転移 |
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| 研究実績の概要 |
[ランダム成長界面のゆらぎに関する研究]
KPZ界面ゆらぎの符号変化が「弱いエルゴード性の破れ」と呼ばれる特異な性質を示すことを明らかにした。また、液晶乱流界面の初期曲率を制御できる実験系を構築し、KPZクラスの円形界面と平面界面のクロスオーバーの様相や、理論的に未解明の負の曲率を持った界面ゆらぎの性質を実験的に測定した（竹内）。理論面で笹本は、昨年度の自己双対性を持った非平衡確率過程を構成する方法を応用し、UqSU(1,1)対称性を持つ多粒子確率過程モデルを導入した(G.Carinci, C. Giardina, F.Redigとの共同研究)。また、有限温度におけるランダムポテンシャル中の高分子の問題を行列式構造を用いて扱う手法を開発した(今村卓史氏との共同研究)。
[非平衡相転移の普遍性に関する研究]
これまでで最大となるチャネル流の実験を実現し、境界条件として注入された乱流状態がチャネルを流れる間に減衰するのか浸透するかの臨界レイノルズ数近傍で、相関長の発散やオーダーパラメーターの臨界的な振る舞いを見いだし、３つの独立な臨界指数を得ることに成功した。
[アクティブマターに関する研究]
Janus粒子を用いて電気流体力学効果により印可したAC電圧と垂直な面内で極性を持って動き回る自己駆動粒子の相互作用やエネルギースペクトラムを測定した結果、粒子間の流体相互作用による効果がメソスコピック乱流を生じさせていることを実験と理論から明らかにした。また、細胞運動の新しい理論モデルを提案した。２次元で細胞の形を変形させる力テンソル、変形が生み出す重心の運動を対称性からモデル化し、細胞が発生する応力リミットサイクル振動する場合や興奮性でノイズによりコヒーレントレゾナンス現象で振動する場合などについて計算とシミュレーションを行った（太田隆夫、多羅間充輔との共同研究）。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
理由
実験的には、古典乱流における層流・乱流転移がDPである複数の証拠を明らかにすることができた。また、理論面では、KPZ普遍性に関する理解が進み、アクティブマターでも細胞運動の数理モデルが得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
推進方策
実験、理論とも順調に進展しており、今後はより詳細な実験証拠を積み重ねるとともに、国内外における共同研究にもつなげてゆく計画である。
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