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2009 年度 実績報告書

多自由度階層系が示すフラクタル構造形成過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19360042
研究機関財団法人豊田理化学研究所

研究代表者

中山 恒義  (財)豊田理化学研究所, フェロー (80002236)

研究分担者 矢久保 考介  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40200480)
島 弘幸  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40312392)
キーワードフラクタル / 多自由度 / 複雑系
研究概要

多自由度階層系の多くは、スケール不変なフラクタル構造を形成することが知られており、基礎科学的ならびに応用上も極めて興味深い系である。本年度に行った研究は、平衡系臨界点近傍におけるフラクタル性の揺らぎの解明と、複雑ネットワークにおける臨界性とフラクタル性の関係について、前年度の成果をもとにさらに発展させた。複雑ネットワークにおける臨界性とフラクタル性の関係について、フラクタル性の揺らぎがユニバーサリティ・クラスに関係なく極めて普遍的な振る舞いを示す事が明らになった。また、多自由度フラクタル系に対する大規模シミュレーションや大規模数値解析を行い、前年度の成果をさらに発展させた。物理系ばかりでなく材料科学にも共通するフラクタル構造形成メカニズムとガラス形成過程の関連についての研究を行った。さらに、短いスケール長ではフラクタル構造を取り、それより長いスケールではスモール・ワールド性を有することを実在の複雑ネットワーク系で実証した。特に、本年度は前年度に続き、フラクタル次元の揺らぎに対して大規模数値計算により調べ発展させた。非フラクタル構造の発現のため、そのような普遍性は厳密には存在しないことが確かめた。また、複雑ネットワークのフラクタル性に関する研究でも多くの知見が得られた。まず、パーコレーション転移点直上にあるネットワークは、ネットワーク距離という非ユークリッド的な距離の概念の下でフラクタル構造を有することが明らかになった。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fractal structures in condensed matter physics2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nakayama
    • 雑誌名

      Encyclopedia of complexity and systems science 1

      ページ: 3878-3893

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-length-scaling analysis for antiferomagnetic fractons in dilute Heisenberg system RbMn_<0.4>Mg_<0.6>F_32009

    • 著者名/発表者名
      S.Itoh, T.Nakayama, R.Kajimoto, M.A.Adams
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 013707-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] THz frequency dynamics of network/guest atom systems : liquid water, clathrates, and network glasses2009

    • 著者名/発表者名
      T.Nakayama
    • 雑誌名

      Nuclear Instrument and Methods in Physics Research A 600(1)

      ページ: 267-269

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glass-like thermal-transport in symmetry-broken clathrates2009

    • 著者名/発表者名
      E.Kaneshita, T.Nakayama
    • 雑誌名

      Europhysics Letters 86

      ページ: 56004-1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of Fluctuating Fractal Dimensions of Finite Critical Systems2009

    • 著者名/発表者名
      M.Mitobe, K.Yakubo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 074006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Relaxation in Damped Two-Dimensional Graded Elastic Lattices2009

    • 著者名/発表者名
      M.J.Zheng, J.J.Xiao, K.Yakubo, K.W.Yu
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 124603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluctuations of the Order Parameter in Critical Complex Networks2009

    • 著者名/発表者名
      M.Mitobe, K.Yakubo
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 78

      ページ: 124002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical properties of weighted complex networks characterized by metaweights2009

    • 著者名/発表者名
      S.Furuya, K.Yakubo
    • 雑誌名

      Physica A-Statistical Mechanics and its Applications 289

      ページ: 1265-1272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite size effects in infinitely large electronic systems with correlated disorders2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nishino, K.Yakubo, H.Shima
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

      ページ: 033105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Curvature-induced frustration in the XY model on hyperbolic surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      S.K.Baek, H.Shima, B.J.Kim
    • 雑誌名

      Physical Review E 79

      ページ: 060106_1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Survival of short-range order in the Ising model on negatively curved surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakaniwa, H.Shima
    • 雑誌名

      Physical Review E 80

      ページ: 021103_1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transition of q-state clock models on heptagonal lattices2009

    • 著者名/発表者名
      S.K.Baek, P.Minnhagen, H.Shima, B.J.Kim
    • 雑誌名

      Physical Review E 80

      ページ: 011133_1-8

    • 査読あり
  • [学会発表] スケールフリー・ネットワークのマルチフラクタル性2010

    • 著者名/発表者名
      古谷修平, 矢久保考介
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] フラクタル空間に埋め込まれたスケールフリー・ネットワーク2010

    • 著者名/発表者名
      矢久保考介, Dean Korosak
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] Distribution Function of Fractal Dimensions characterizing Finite Critical Systems2009

    • 著者名/発表者名
      M. Mitobe, K. Yakubo
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Complex Systems Conference
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      20091104-20091107
  • [学会発表] Crossover from Fractal to Small-world Properties in Complex Networks2009

    • 著者名/発表者名
      F. Kawasaki, K. Yakubo
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Complex Systems Conference
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      20091104-20091107
  • [学会発表] 医薬品処方相関ネットワークにおけるローカルワールド性とモジュール構造2009

    • 著者名/発表者名
      古谷修平, 鈴木啓太, 矢久保考介
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] 臨界条件における繋ぎ替え適応度ネットワークのフラクタル次元2009

    • 著者名/発表者名
      川崎文也, 矢久保考介
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Anomalous Electron Transport in Curved Nanostructures2009

    • 著者名/発表者名
      H.Shima
    • 学会等名
      22th DV-Xα Symposium
    • 発表場所
      香川大学
    • 年月日
      20090805-20090807
  • [学会発表] THz Frequency Dynamics in Symmetry-Broken Clathrates and Complex Disordered Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyoshi Nakayama
    • 学会等名
      International Workshop on Possible Scientific View from New Neutron Spectroscopy Opportunities in J-PARC
    • 発表場所
      J-PARC東海村
    • 年月日
      20090511-20090512
  • [学会発表] Deformation Effects on Curved Liquid Crystal Membranes2009

    • 著者名/発表者名
      H.Shima
    • 学会等名
      LaCaN Seminar Series
    • 発表場所
      Universitat Politecnica de Catalunya, Spain
    • 年月日
      2009-12-14
  • [図書] Higher Mathematics for Physics and Engineering2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shima, T.Nakayama
    • 総ページ数
      725
    • 出版者
      Springer-Verlag

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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