液晶におけるパターン形成の解明 -非平衡揺動定理と時空カオス-

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340110
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 九州大学
• 研究代表者: 甲斐 昌一 九州大学, 大学院・工学研究院, 特命教授 (20112295)
• 研究分担者: 日高 芳樹 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (70274511)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 非線形物理学 / 非平衡統計物理学 / 自己組織化 / 物性基礎論

研究概要

散逸構造によって系の性質がどのように変化したかを知るための統計物理学の構築を目指して、ソフトモード乱流や欠陥乱流などの時空カオスを呈する液晶電気対流を対象とし、散逸構造の揺動を統計力学的な観点から研究した。時空カオスはローカルな秩序構造とグローバルな無秩序構造という階層的二重構造をもつが、拡散現象やパターンの揺らぎの時間相関関数の測定によって、統計力学的性質においても時空スケールによって変化する二重構造をもつことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Memory Function of Turbulent Fluctuations in Soft-mode Turbulence (2013)
  • 著者名/発表者名: T. NARUMI, J. YOSHITANI, M. SUZUKI, Y. HIDAKA, F. NUGROHO, T. NAGAYA, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol. 87 ページ: 012505-1-8
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.87.012505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient Mode Selections in Soft-mode Turbulence by Controlling the NambuGoldstone Modes (2012)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, Y. HIDAKA, T. UEKI, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol. 81, No ページ: 024004-1-5
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.81.024004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glassy Dynamics in Relaxation of Soft-mode Turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. NARUMI, Y. HIDAKA, J. YOSHITANI, M. SUZUKI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol. 85 ページ: 030701(R)-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.85.030701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Link of Microscopic and Macroscopic Fields in Nematodynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: R. ANUGRAHA, F. NUGROHO, T. UEKI, Y. HIDAKA, S. KAI, M. I. TRIBELSKY
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol. 83 ページ: 022701-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.83.022701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Definition of Patterns in Soft-mode Turbulence Suppressing the Nambu-Goldstone Mode (2011)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. UEKI, R. ANUGRAHA, Y. HIDAKA, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol. 84 ページ: 011709-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.84.011709
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Nonequilibrium Temperature and Fluctuation Theorem for Soft-mode Turbulence (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. HIDAKA, Y. HOSOKAWA, N. OIKAWA, K. TAMURA, R. ANUGRAHA, S. KAI
  • 雑誌名: Physica D 巻: Vol. 239 ページ: 735-738
  • DOI: DOI:10.1016/j.physd.2009.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Field Dependence of Spatiotemporal Chaos in a Homeotropic Nematic System (2010)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. UEKI, R. ANUGRAHA, Y. HIDAKA, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol. 79, No. 12 ページ: 123001-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.79.123001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise-controlled Pattern Formation and Threshold Shift for Electroconvection in the Conduction and Dielectric Regimes (2009)
  • 著者名/発表者名: J. H. HUH, A. KURIBAYASHI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol. 80 ページ: 066304-1-9
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.80.066304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry-dependent Defect Structures in Soft-mode Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: R. ANUGRAHA, Y. HIDAKA, T. UEKI, S. KAI
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: Vol. 80 ページ: 041701-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.80.041701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Difference in Noise-Induced Threshold shift between Planar and Homeotoropic Electroconvections in Nematic Liquid Crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: J. H. HUH, A. KURIBAYASHI, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.80, No. 8 ページ: 083601-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.043601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pure Noise-Induced Pattern Formations in a Nematic Liquid Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: J. H. HUH, S. KAI
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol. 78, No. 4 ページ: 043601-1-4
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJ.78.043601
  • 査読あり
• [学会発表] Compressed Exponential Relaxation as Superposition of Dual Structure in Pattern Dynamics of Nematic Liquid Crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: T. NARUMI, F. NUGROHO, J.YOSHITANI, Y. HIDAKA, M. SUZUKI, S. KAI
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Slow Dynamics in Complex Systems
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス
  • 年月日: 2012-12-06
• [学会発表] Transient Process in Soft-Mode Turbulence Controlling the Nambu-Goldstone Modes (2012)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, Y. HIDAKA, T. UEKI, S. KAI
  • 学会等名: 24th International Liquid Crystal Conference
  • 発表場所: Convention Center Rheingoldhalle, Mainz ,Germany
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] Correlation Functions in Homeotropic Nematics: Non-Exponential Relaxation of Soft-Mode Turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: T. NARUMI, J. YOSHITANI, M. SUZUKI, Y. HIDAKA, F. NUGROHO, S. KAI
  • 学会等名: 24th InternationalLiquid Crystal Conference
  • 発表場所: Convention Center Rheingoldhalle, Mainz,Germany
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] 外部雑音の創発性と確率共鳴の研究動向 (2012)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 豊田中央研究所特別講演会
  • 発表場所: 豊田中央研究所(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-10
• [学会発表] 液晶電気対流のパターン形成と乱流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 国立天文台 ひので科学プロジェクト
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-24
• [学会発表] Pattern Formation in Electro-convection in Liquid Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S. KAI
  • 学会等名: International Symposium on Complex Systems 2011
  • 発表場所: Koshiba Hall The University of Tokyo, (招待講演)
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] 液晶散逸構造の時空カオス制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 及川典子, 甲斐昌一
  • 学会等名: 計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 (SSI2011)
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] Relaxation dynamics in of Spatiotemporal Chaos in the Nematic Liquid Crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: F. NUGROHO, T. UEKI, Y. HIDAKA, S. KAI
  • 学会等名: 64th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
  • 発表場所: Baltimore, Maryland, USA
  • 年月日: 2011-11-20
• [学会発表] 南部-ゴールドストーン・モードの関与した時空カオス-ソフトモード乱流,九州大学応用力学研究所 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 平成 23 年度共同利用研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
  • 発表場所: 九州大学応用力学研究所(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] 時空カオスによる非熱的Brown運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 福井大学工学部知能システム工学科第33回知能システム談話会
  • 発表場所: 福井大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] 液晶における散逸構造と時空カオス (2010)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 信州大学理学部・数理科学談話会公開講演
  • 発表場所: 信州大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] 雑音の思いがけない役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会市民科学講演会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 液晶散逸構造のマクロ揺動と外場応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, F. NUGROHO, 植木達博, R. ANUGRAHA, 甲斐昌一
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 北海道大学 高等教育機能開発総合センター
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 時間リズムと物理学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 日本時間学会 第2回大会
  • 発表場所: 山口大学, 招待講演
  • 年月日: 2010-06-06
• [学会発表] ソフトモード乱流における揺らぎ定理と時間相関関数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 学会等名: 非線形科学セミナー
  • 発表場所: 九州大学大橋キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] A Line Defect Structure in Soft-Mode Turbulence (2010)
  • 著者名/発表者名: R. ANUGRAHA, T. UEKI, Y. HIDAKA, M. I. TRIBELSKY, S. KAI
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting 2010
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] A New Type of Defect in Soft-Mode Turbulence (2009)
  • 著者名/発表者名: R. ANUGRAHA, T. UEKI, Y. HIDAKA, M. I. TRIBELSKY, S. KAI
  • 学会等名: 乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性
  • 発表場所: 九州大学筑紫キャンパス
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] 液晶散逸構造における秩序-無秩序転移と線状欠陥 (2009)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, R. ANUGRAHA, 植木達博, 甲斐昌一
  • 学会等名: 2009年日本液晶学会討論会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 雑音が誘起する複雑現象と脳における確率共鳴 (2009)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 学会等名: 平成20 年度文部科学省「グローバルCOEプログラム」『現象数理学の形成と発展』キックオフフォーラム
  • 発表場所: 明治大学 紫紺館,(招待講演)
  • 年月日: 2009-03-07
• [図書] 来を動かすソフトアクチュエータ -高分子・生体材料を中心とした研究開発- (2010)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 総ページ数: 135-145
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹
  • 総ページ数: 231-235
  • 出版者: NTS
• [図書] 自己組織化ハンドブック (2009)
  • 著者名/発表者名: 甲斐昌一
  • 総ページ数: 8-10
  • 出版者: NTS
• [図書] 液晶のパターンダイナミクス/すべりと摩擦の科学(非線形シリーズ (2009)
  • 著者名/発表者名: 日高芳樹, 甲斐昌一
  • 総ページ数: 3-92
  • 出版者: 培風館