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2023 年度 研究成果報告書

動的ファシリテーションにおける構造ガラス系の遅い緩和の微視的起源と非平衡相転移

研究課題

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研究課題/領域番号 20K03785
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
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

礒部 雅晴  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80359760)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード動的ファシリテーション / 構造ガラス / 遅い緩和 / 非平衡相転移 / 分子動力学法 / 局所構造解析
研究成果の概要

「ガラス・ジャミング転移」それらの類似性に着目した「遅い緩和」を記述する統一的(普遍的)枠組みに関する研究が世界中で精力的に行われている.様々な視点から努力がなされてきているにも関わらず,決定的な概念や理論が存在せず多くの理論や方法論が創生され,研究者を魅了し続けている.本研究では,研究代表者の開発した高密剛体球系解析の高速な方法論を用い「フリージング(freezing)」「フリーエナジー(free energy)」「ファシリテーション(facilitation)」という概念を軸に,構造ガラス系の遅い緩和の「微視的起源」と「非平衡相転移」の解明を目標とし,研究を遂行した.

自由記述の分野

計算統計物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,人間組織における「ファシリテーション」が注目される中,分子ガラス系でも「ファシリテーション」の存在を示唆する独創的な理論が提唱され,大きな論争となっている.本研究では,新しい方法論を基礎に,国際協力体制で分子シミュレーションとコロイド実験の双方から,剛体球モデル系における構造ガラス系の「遅い緩和」の微視的機構を探求した.開発された計算手法は高密度分子系の構造解析に広く応用可能であり,準空隙駆動ひも状ホッピング連鎖運動の発見はガラス形成物質の基礎理論に重要な知見を与えると考えられる.これらの成果は,ガラスの材料設計や制御,粉体工学,ソフトマター物理学など幅広い分野への応用が期待される.

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公開日: 2025-01-30  

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