非平衡統計力学への運動論的アプローチ

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18540371
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 早川 尚男 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (90222223)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 運動論 / 相関 / 粉体 / 衝突 / ジャミング / ガラス転移 / 液体論

研究概要

非平衡系の統計力学を運動論的方程式から解析し、特にモード結合理論をせん断粉体系に適用して時間相関関数のロングタイムテールがどのように変化するのか、同時刻長距離相関がどうなるかを明らかにした。更に揺動散逸関係式を充たす場の理論を液体系に適用し、モード結合理論の基礎付けを行った。またせん断粉体系のジャミング転移の臨界指数を明らかにした。またナノクラスターの衝突では熱揺らぎの重要性を明らかにし、その結果反発係数が1を超えることがあることを明示した。

研究成果

• [雑誌論文] Simulation of cohesive head-on collisions of thermally activated nanoclusters, Phys (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Kuninaka,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Rev E79 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Universal Scaling for the Jamming Transition, Prog (2009)
  • 著者名/発表者名: Michio Otsuki,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Theor. Phys 121 ページ: 0647-655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial correlations in sheared isothermal liquids: From elastic particles to granular particles (2009)
  • 著者名/発表者名: Michio Otsuki,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E79, 021502 ページ: 1-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Are There Long-Time Tails in Granular Flows- (2009)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics, Supplement 178 ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time Correlation Function of the Shear Stress in Sheared Particle Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Michio Otsuki,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics, Supplement 178 ページ: 56-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Super-Elastic Collisions in a Thermally Activated System (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Kuninaka,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics, Supplement 178 ページ: 157-162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluctuation-dissipation-relation-preserving field theory of the glass transition in terms of fluctuating hydrodynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: Taka H. Nishino,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 78 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mode-Coupling Theory of Sheared Dense Granular Liquids, Prog (2008)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 雑誌名: Theor. Phys 19 ページ: 381-402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-time tails in freely cooling granular gases, Phys (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 雑誌名: Rev. E76 ページ: 1-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rheology of a granular gas under a plane shear (2007)
  • 著者名/発表者名: Kuniyasu Saitoh,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. E75 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of detachment and attachment to a kink motion in the asymmetric simple exclusion process, J (2006)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Mitsudo,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Phys. A : Math. And Gen 39 ページ: 15073-15082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contact and Quasi-Static Impact of a Dissipationless Mechanical Model, J (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Kuninaka,and Hisao Hayakawa
  • 雑誌名: Phys. Soc. Jpn 75 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Super-elastic collisions of thermal activated nanoclusters
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Hiroto Kuninaka
  • 雑誌名: in the Proceeding of the Summer School of Advanced Problems in Mechanics 2008 as an invited paper ページ: 306-317
  • 査読あり
• [学会発表] 駆動粉体系の液体論とMCT (2009)
  • 著者名/発表者名: 早川尚男、大槻道夫、鄭誠虎
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 於立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Can we use mode-coupling theory for sheared granular fluids (2008)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 学会等名: Unifying Concept in Glassy Physics 2008
  • 発表場所: 於京都芝蘭会館
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] FDR preserving field theory of fluctuating hydrodynamics in describing glass transition (2008)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Taka H. Nishino
  • 学会等名: Japan-France Bilateral Joint Seminar 2008 "Frontiers of Glassy Physics"
  • 発表場所: 於京大基研
  • 年月日: 2008-11-20
• [学会発表] Spatial correlations in sheared moderate dense granular gases (2008)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 学会等名: Granular Gas 2008
  • 発表場所: 於Schloss Thurnau
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Super-elastic collisions of thermally activated nanoclusters (2008)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Hiroto Kuninaka
  • 学会等名: International Summer School-Conference : Advanced Problems in Mechanics 2008
  • 発表場所: 於St. Petersburg
  • 年月日: 2008-07-08
• [学会発表] Mode-coupling theory of sheared densde granular liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: 早川尚男
  • 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
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] The long-time tails in granular fluids (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 学会等名: 50th anniversary of the Alder transition
  • 発表場所: ウェルシティ金沢
  • 年月日: 2007-11-29
• [学会発表] Universal description of jamming and glass transition (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa
  • 学会等名: Unified concepts in glass transition
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2007-11-23
• [学会発表] 自由冷却粉体ガスのロングタイムテール (2007)
  • 著者名/発表者名: 早川尚男、大槻道夫
  • 学会等名: 日本物理学第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] The long-time tails in granular fluids (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 学会等名: STATPHYS23
  • 発表場所: Genova
  • 年月日: 2007-07-12
• [学会発表] The long-time tails in granular fluids (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Michio Otsuki
  • 学会等名: STATICS AND DYNAMICS OF GRANULAR MEDIA AND COLLOIDAL SUSPENSIONS
  • 発表場所: Naple
  • 年月日: 2007-07-04
• [学会発表] 粉体ガスにおける剪断流と自由冷却の関係及び相関効果 (2007)
  • 著者名/発表者名: 早川尚男
  • 学会等名: 日本物理学会春期大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2007-03-21
• [学会発表] 粉体ガス研究の現状と問題点 (2006)
  • 著者名/発表者名: 早川尚男
  • 学会等名: 粉体物理の現状と展望
  • 発表場所: 京大基研
  • 年月日: 2006-12-25
• [学会発表] Kinetic Approach to the Rheology of Granular Fluids (2006)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa,and Kuniyasu Saitoh
  • 発表場所: 於国際高等研究所
  • 年月日: 2006-10-26
• [学会発表] Rheology of a granular shear flow (2006)
  • 著者名/発表者名: Hisao Hayakawa
  • 学会等名: Tamura Symposium
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2006-05-23
• [図書] サイエンス社 (2007)
  • 著者名/発表者名: 早川尚男
  • 総ページ数: 159
  • 出版者: 非平衡統計力学
• [図書] 複雑システム科学(堂寺知成, 伏見譲, 早川尚男, 今田正俊)
  • 著者名/発表者名: 生井澤寛
  • 総ページ数: 268
  • 出版者: 財団法人放送大学教育振興会
• [備考] 報道関連情報:東京新聞、中日新聞2009年4月28日朝刊に記事。Science News (May 9th., vol.175, #10, p.13, 2009), Physical Review Focus (v23, st10, April3, 2009) , Nature Nanotechnology (vol.4, April 17, 2009)等で研究紹介記事が出た。
• [備考] Hisao Hayakawa, JPSJ News and Comments42(2008)でNew Scaling Laws for the Jamming Transitionを著し、T. Hatano: J. Phys. Soc. Jpn. 77 (2008) 123002.の紹介を行った。また物理学会誌に書評、学会関係等の記事をこの3年で多数著す。
• [備考] 日本物理学会理事(2006年9月から2008年8月)に就任、特に大会担当理事、領域委員会委員長として物理学会の運営を担い、物理学会若手奨励賞の設立、レビューセッションの設置等、各種新機軸を出した。2008年アメリカ物理学会(ニュー・オーリーンズ)にも参加し、日本物理学会の活動の広報に務めた。
• [備考] 学術誌Progress of Theoretical Physicsのエディター兼理論物理学刊行会理事(2008年4月より)として学術論文誌の運営の一翼を担う。PTPのインパクトファクターについての文章を物理学会誌に著す。
• [備考] 国際会議:Japan-France Bilateral Joint Seminar 2008 "Frontiers of Glassy Physics" (Nov. 19-22, 2008), 於京大基研を主催する。他に国内研究会「粉体物理の原状と展望」(於京大基研)も主催して研究者の便宜を図る。また2006年物理学会でシンポジウム「レオロジー研究の新展開」を企画する。(「はじめに」を講演)。更に日本物理学界第64回年回(2009年3月)においてもシンポジウム「ジャミング転移」を企画、立案して研究者への便宜を図った。
• [備考] 研究に関連した日本語の解説として、日本物理学会誌61巻428 (2006) 「マクロ物体の非弾性衝突-はねかえり係数には危険が一杯-」がある。
• [備考]
  • URL: http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~hisao/