Swarm oscillatorモデルの解析による自己駆動粒子集団の理解

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K03775
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 巌佐 正智 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (20444375)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 自己組織化 / 非対称散逸系 / 自己駆動多粒子系 / アクティブマター

研究成果の概要

多様な構造を自発的に形成する粒子集団であるswarm oscillatorモデルを解析し，構造形成メカニズムの探究を行ってきた．結果，次のような成果が得られた．1) Swarm oscillatorモデルにおいては，内部自由度の存在が構造多様性をもたらしていることが数理的に裏付けられた．2) 粒子間相互作用が対称でも，適切に外的な散逸力がはたらく場合，有効相互作用は非対称になりうることが示された． 3) 現実の細胞の運動と比較により，swarm oscillatorモデルが現実の細胞の運動メカニズムを備えていることもが示された．

自由記述の分野

理論物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

内部自由度や非対称な相互作用は，生物的な（アクティブな）粒子に典型的な性質であり，これらの成果が，群れなど生物の集団において多様な集団的挙動が形成される理由を内包している可能性が示唆されたことになると考えられる． また，現実の細胞集団を理解する際，swarm oscillatorモデルはその簡便な数理モデルとして機能する可能性が高まったと考えられる．