ランダム媒質中の遅い緩和の理論/計算機実験

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05640439
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 樋渡 保秋 金沢大学, 理学部, 教授 (20019491)
• 研究分担者: 高須 昌子 金沢大学, 理学部, 助教授 (50202148)
• キーワード: 過冷却液体 / ガラス転移 / アルファー緩和 / ベータ緩和 / ノンガウシアン転移 / 異常拡散 / 荷電高分鎖

研究概要

過冷液体の分子動力学シミュレーションから粗視化された原子運動には異なる2種類のジャンプ運動が存在することおよび過冷液体中の原子配位およびゲージ効果の特徴を反映してこれらのジャンプ運動の一方(平均のジャンプ率が小さい方)のジャンプ率は一定ではなくある分布をしていて通常のジャンプ拡散と質的に異なることなどを明らかにした。このような原子運動の特徴を取り入れて、1粒子拡散方程式(マスター方程式)を解くことから種々のダイナミックス(緩和関数など)の異常性について考察した。これらの結果から
(1)高過冷液体において準異常拡散が生じる。このことから中間時間帯での動的異常の振る舞い(α緩和、β緩和)の機構が明らかにされる。
(2)ガラス転移温度以下で異常拡散が現われる。これより拡散運動は存在するが拡散係数はゼロとなる。これは長時間極限でも動的異常性が現われることを示すものである。液体-ガラス転移はガウシアン-ノンガウシアン転移として理解されるとの新しい概念の提案やまた新しい緩和(α')の存在も示唆される。
(3)(1)の結果は分子動力学シミュレーションによる過冷液体(二成分ソフトコアモデル)の一般化された複素感受率の計算を行うことからもその妥当性を示すことができる。また近年の中性子回折実験の結果ともよく符号することが示される。
この他、関連する問題として、荷電高分子鎖溶液の分子動力学シミュレーションによる考察からモノマー分子、対イオンのダイナミックスに関する研究も行った。

研究成果

• [文献書誌] Y.Hiwatari: "Study of the α and β relaxations in a Supercooled fluid via Molecular‐Dynamics Simulations" Physica. A204. 306-327 (1994)
• [文献書誌] K.Uehara: "Molecular‐Dynaimcs Simulations for the Density Autocorrelation Function in a Supercooled Fluid Phase" Molecular Simulation. 12. 253-270 (1994)
• [文献書誌] T.Odagaki: "Trapping Diffusion Model for Glass Transition and Slow Dynamics in Supercooled Liquids" physica. A204. 464-481 (1994)
• [文献書誌] T.Odagaki: "The Role of MOlecular Dynamics Simulations for the Study of Slow Dynamics" Molecular Simulation. 12. 299-304 (1994)
• [文献書誌] S.Kambayashi: "Molecular‐Dvnamics Study of Dynamical Properties of Dense Soft‐Sphcre Fluids:The role of Short‐Range Repulsion of the Intermolecular Potential" physical Review. E49. 1251-1259 (1994)
• [文献書誌] T.Hasegawa: "Dynamical Properties of Condensed Charged Polyner Melts" Molecular Simulation. 12. 365-381 (1994)
• [文献書誌] T.Muranaka: "Molecular Dynamics Study of the Diffusion of llydrogen in solid Palladium" Molecular Simulation. 12. 329-341 (1994)
• [文献書誌] J.Matsui: "Study of the Slow Dynamics in a llighly Supercooled Fluid:Super‐Long‐Time Molecular‐Dynamics Calculation of the Generalized Susceptibility" Physical Review Letters. 73. 2452-2455 (1994)
• [文献書誌] T.Odagaki: "Slow Dynamics in Supercooled Liquids" Physical Review. E49. 3150-3158 (1994)
• [文献書誌] S.Itoh: "Dynamical Sinbularity of the Glass Transition on Molten Lithium Iodide" Proceedings of LAM8. (印刷中). (1994)
• [文献書誌] T.Odagaki: "Glass Transition Singularities and Slow Dynamics" Proceedings of MRS meeting. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] 樋渡保秋: "ガラス転移研究の最近の発展" 計算物理学ニュースレター. 7. 18-29 (1994)
• [文献書誌] 樋渡保秋: "分子動力学法を用いた複雑系の研究" 第15回日本熱物性シンポジウム論文集. 385-388 (1994)
• [文献書誌] T.Muranaka: "Suudy of the β‐peak of x″for a Two‐Dimensional Supercooled Fluid State via Molecular Dynamics Simulation" Proc.of the International Symposium on Molecular Simulation. 34-35 (1994)