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2008 年度 実績報告書

複雑系における過冷却液体およびガラス転移の統計物理学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18540363
研究機関東北大学

研究代表者

徳山 道夫  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (40175477)

研究分担者 寺田 弥生  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (20301814)
キーワードガラス転移 / 過冷却液体 / ユニバーサリティ / 非線形揺らぎ / スローダイナミクス / 空間不均一構造 / 自己拡散 / 多体相関
研究概要

[A]大規模シミュレーションによる徳山理論の検証 : 徳山が提案している, 弱いガラスから強いガラスまで, あらゆるガラス形成物質に見られるガラス転移近傍での"普遍的法則"を確かめる為に, 次の二つの異なる原子系における大規模シミュレーションを実行した. (1)バルク金属ガラス形成物質Cu_<60>Ti_<20>Zr_<20>. (2)二酸化ケイ素SiO_2. シミュレーションの結果を徳山平均場理論により分析し, このような異なった系においても, 他の弱いガラス形成物質に対して確かめられている普遍性が存在し, 平均場理論でそれらのダイナミクスが良く記述されることが示された. このことは, より簡単な物質に対して第一原理より簡単な基礎理論を構築することにより, より複雑な体系のダイナミクスの予想が可能になることを示唆している点で大変重要である. これらの結果は, 現在論文および国際会議のプロシーディングスに投稿中である.
[B]モード結合理論の検証 : 徳山が提案している平均場理論の観点に基づいてLennard-Jones系に対して大規模シミュレーションを遂行し, ガラス転移現象をよく記述すると言われているモード結合理論の検証を行った. ガラス転移点近傍に近づくにつれ, モード結合理論の数値解はシミュレーション結果から, ベータ緩和過程で大きくずれることが示された. これは徳山が1976年に提案した射影演算子法に基づく予想と完全に一致することを示し, 新しい理論的取組みの必要性を促すこととなり, 現在その理論構築に早速取組中である. 検証結果は, 雑誌Physica A 387, 4749(2008)に発表済みである.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Study of spatial correlation functions near the glass transition by molecular dynamics simulations2009

    • 著者名/発表者名
      鳴海孝之、徳山道夫
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth 311

      ページ: 707-710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the Tokuyama-Mori type projection operator method to that of Mori type near the glass transition2008

    • 著者名/発表者名
      徳山道夫
    • 雑誌名

      Physica A 387

      ページ: 1926-1936

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Statistical-Mechanical Theory of Self-Diffusion in Colloidal Suspensions --Application to the Colloidal Glass Transitions-2008

    • 著者名/発表者名
      徳山道夫
    • 雑誌名

      Physica A 387

      ページ: 4015-4032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Test of the mode-coupling theory near the colloidal glass transition by extensive Brownian-dynamics simulations2008

    • 著者名/発表者名
      徳山道夫, 木村裕人
    • 雑誌名

      Physica A 387

      ページ: 4749-4754

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Statistical-Mechanical Theory of Self-Diffusion in Glass-Forming Liquids2008

    • 著者名/発表者名
      徳山道夫
    • 雑誌名

      Physica A 387

      ページ: 5003-5011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation study of spatial-temporal correlation functions in supercooled liquids2008

    • 著者名/発表者名
      鳴海孝之、徳山道夫
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine 88

      ページ: 33-35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal behavior near the Glass Transitions in Fragile Glass-Forming Systems2008

    • 著者名/発表者名
      徳山道夫
    • 雑誌名

      American Institute of Physics CP 982

      ページ: 3-13

    • 査読あり
  • [学会発表] Self-diffusion in multi-component glass-forming systems2009

    • 著者名/発表者名
      徳山道夫
    • 学会等名
      WPI-AIMR Annual Workshop
    • 発表場所
      宮城蔵王
    • 年月日
      2009-03-03
  • [図書] Complex systems2008

    • 著者名/発表者名
      M. Tokuyama, I. Oppenheim, H. Nishiyama
    • 総ページ数
      1-829
    • 出版者
      American Institute of Physics
  • [備考]

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/tokuyama-lab/index.html

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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