液晶におけるパターン形成の解明-ソフトモード乱流と一般化揺動定理-

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17340119
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 甲斐 昌一 九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (20112295)
• 研究分担者: 日高 芳樹 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70274511)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: ソフトモード乱流 / 時空カオス / 南部-ゴールドストーン・モード / 散逸構造 / 非平衡統計物理学 / 揺動定理 / ネマチック液晶 / 電気対流

研究概要

散逸構造の代表例である液晶電気対流系における時空カオス「ソフトモード乱流」について, 非平衡開放系のマクロ揺動とみなし, そのさまざまな性質を統計力学的な観点から明らかにした. その結果, 時空カオスを生じる非線形相互作用における対称性の違いによって秩序-無秩序転移が起こること, 時空カオスによる物質拡散において揺動定理が成立すること, その揺動を定量化するために温度が用いられることなどが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Noise Effects on Threshold of Electrohydrodynamic Convection in Nematic Liquid Crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: Jong-Hoon HUH and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan Vol.77 ページ: 083601-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Transition to Spatiotemporal Chaos under a Symmetry Breaking in a Homeotropic Nematic System (2008)
  • 著者名/発表者名: Rinto ANUGRAHA, Yoshiki HIDAKA, Noriko OIKAWA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan Vol.77 ページ: 073001-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Order-Disorder Phase Transition in a Chaotic System (2008)
  • 著者名/発表者名: Rinto ANUGRAHA, Koyo TAMURA, Yoshiki HIDAKA, Noriko OIKAWA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Physical Review Letters Vol.100 ページ: 164503-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Chaos for Spatiotemporal Intermitterncy (2008)
  • 著者名/発表者名: Noriko OIKAWA, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Physical Review E Vol.77 ページ: 035205-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Properties of Spatiotemporal Intermittency in an Electroconvective System of Nematics (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki HIDAKA
  • 雑誌名: Proceedings of 2nd Jogja International Physics Conference ページ: KS012-KS015
• [雑誌論文] Control of Spatiotemporal Intermittency by Parametric Resonance (2007)
  • 著者名/発表者名: Noriko OIKAWA, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: 2007 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications Proceeding ページ: 47-50
• [雑誌論文] Soft-Mode Turbulence I n Electroconvection of Nematics (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki HIDAKA, Koyo TAMURA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics Supplement No.161 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition to Turbulence via 2-dimensional Spatiotemporal Intermittency in an Electroconvective System of Nematics (2006)
  • 著者名/発表者名: Noriko OIKAWA, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics Supplement No.161 ページ: 320-323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control Parameter Dependence of Spatial Domain Structures in Soft-Mode Turbulence (2006)
  • 著者名/発表者名: Koyo TAMURA, Rinto ANUGRAHA, Ryohei MATSUO, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan Vol.75, No.6 ページ: 063801-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液晶散逸構造にみられる周期欠陥と時空カオス制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 及川典子, 甲斐昌一
  • 雑誌名: 日本液晶学会誌(解説) Vol.10, No.1 ページ: 82-94
• [学会発表] Statistical Properties of Blackwall in Soft-Mode Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: Rinto ANUGRAHA, Tatsuhiro UEKI, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学池袋キャンパス(東京都豊島区)
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 液晶電気対流におけるソフトモード乱流 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: SOEセミナー
  • 発表場所: 大橋サテライトLUNETTE(福岡市)(招待講演)
  • 年月日: 2008-12-20
• [学会発表] Controlling Spatio-temporal Chaos in Electroconvection of Nematics (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 明治大学グローバルCOEプログラム「現象数理学の形成と発展」Nonlinear dynamics and pattern formation
  • 発表場所: 明治大学・生田キャンパス(川崎市)(招待講演)
  • 年月日: 2008-11-27
• [学会発表] ソフトモード乱流におけるBrown運動と揺らぎ定理 (2008)
  • 著者名/発表者名: 細川雄作, 日高芳樹, 甲斐昌一
  • 学会等名: 第66回形の科学シンポジウム「非平衡統計力学・非線形物理学と形の科学」
  • 発表場所: 京都大学・芝蘭会館別館(京都市)
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] ソフトモード乱流について(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 第66回形の科学シンポジウム「非平衡統計力学・非線形物理学と形の科学」
  • 発表場所: 京都大学・芝蘭会館別館(京都市)
  • 年月日: 2008-11-01
• [学会発表] 液晶散逸構造における欠陥の自己組織化(招待講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 日本液晶学会ソフトマターフォーラム講演会「自己組織化とダイナミクス」
  • 発表場所: 九州大学・西新プラザ(福岡市)
  • 年月日: 2008-06-13
• [学会発表] ソフトモード乱流における一定外力下のBrown運動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 細川雄作, 及川典子
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学(東大阪市)
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 時空間欠性の持続時間における冪分布と相関をもつ揺動力I (2007)
  • 著者名/発表者名: 及川典子, 日高芳樹, 三宮正裕, 甲斐昌一
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 時空間欠性の持続時間における冪分布と相関をもつ揺動力II (2007)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 及川典子, 甲斐昌一
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] A New Type of Phase Transition from Ordered to Chaotic Patterns (2007)
  • 著者名/発表者名: Rinto ANUGRAHA, Yoshiki HIDAKA, M.I. TRIBELSKY and Shoichi KAI
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌市)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] Control of Spatiotemporal Intermittency by Parametric Resonance (2007)
  • 著者名/発表者名: Noriko OIKAWA, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 学会等名: 2007 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: Simon Fraser University(Vancouver, Canada)
  • 年月日: 2007-09-17
• [学会発表] Statistical Properties of Spatiotemporal Intermittency in an Electroconvective System of Nematics(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki HIDAKA
  • 学会等名: The Second Jogja International Physics Conference
  • 発表場所: Physics Department, Gadjah Mada University(Jogjakarta, Indonesia)
  • 年月日: 2007-09-07
• [学会発表] Order-Disorder Phase Transition in Soft-Mode Turbulence (2007)
  • 著者名/発表者名: Rinto ANUGRAHA, Koyo TAMURA, Yoshiki HIDAKA and Shoichi KAI
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島市)
  • 年月日: 2007-03-18
• [学会発表] 2次元時空間欠性のカオス制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 及川典子, 日高芳樹, 甲斐昌一
  • 学会等名: 2006年日本物理学会第61回年次大会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学(松山市)
  • 年月日: 2006-03-29
• [学会発表] 回転磁場下の液晶におけるパターン形成(招待講演) (2005)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 大阪市立大学応用物理学科理論コロキューム
  • 発表場所: 大阪市立大学工学部(大阪市)
  • 年月日: 2005-02-08
• [学会発表] Pattern Formation in Precipitation Systems-Hierarchy and Nonlinear Dynamics(招待講演) (2005)
  • 著者名/発表者名: Shoichi KAI
  • 学会等名: Self-organization-Initiative Nano-Engineering(SINE)
  • 発表場所: 理化学研究所(和光市)
  • 年月日: 2005-01-17
• [図書] 液晶のパターンダイナミクス (2009)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 甲斐昌一
  • 出版者: 培風館(出版予定)