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2011 年度 実績報告書

ハミルトン系カオスの多重エルゴード運動と無限測度エルゴード系の大偏差特性の決定

研究課題

研究課題/領域番号 21540399
研究機関早稲田大学

研究代表者

相澤 洋二  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70088855)

キーワード非平衡・非線形物理学 / ハミルトン系カオス / 無限測度エルゴード性 / 大偏差特性 / 異常拡散 / アーノルド拡散 / 対数ワイブル則 / 1/fスペクトルゆらぎ
研究概要

ハミルトン系カオスの研究はポアンカレ以来の長い歴史をもつが,近年では非常に緩い変動を生み出すメカニズムの解明にむけて世界的な関心が高まっている。本研究ではハミルトン系(特に高次元系)の軌道の拡散過程が生み出す異常な挙動から,数値計算及び理論計算によってスケール則を明確に導き出すことに成功した。これによってアーノルド拡散の中に無限測度エルゴード性が内蔵されていること,さらに対数拡散<n^2>~(log n)^βが出現することを初めて明らかにした。
次にこれらの結果は従来の研究で指摘されていた多くの事実とも整合性がとれていることを明らかにできた。たとえば.ゆらぎスペクトルがf(-ν)であること,およびアーノルド拡散の特性時間(ネコロシェフ時間)の分布が対数ワイプル則に従うこと,などが本研究の結果から確認できたことは大きな収穫であった。無限測度エルゴード定理を基礎においてハミルトン系のslow synamicsを解明しようとする研究は我々のグループが最初であるが,この意味でも大きな貢献が出来たと思っている。
無限測度エルゴード性の普遍姓の側面から見ると,本研究の成果はハミルトン系に限らず多くの散逸力学系に発生するSlow synamicsの理解にも大きく頁献することが期待できる。Strange Monchaotic Attractor(SNA)が示す異常拡散と大偏差特性がハミルトン系のそれと同じ解析で導かれることも示され,次の研究へと繋がる成果であった。またヘテロクリニック乱流(偏微分系)の強い間欠性が示すslow dynamicsにも類似の異常大偏差特性が発見できたことにより,散逸系も含めた新たなエルゴード理論への展開を十分に準備することができ,有意義な成果を上げることができた。なお,まだ出版されていない成果については順次論文にて公表してゆく予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] 1/f Spectrum and 1-stable Law in One-Dimensional Intermittent Map with Uniform Invariant Measure and Nekhoroshev Stability2012

    • 著者名/発表者名
      Soya Shinkai, Yoji Aizawa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: "024009-1"-"024009-9"

    • DOI

      10.1143/.JPSJ.81.024009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Global aspects of turbulence induced by heteroclinic cycles in competitive diffusion Lotka-Volterra equation2011

    • 著者名/発表者名
      Kenji Orihashi, Yoji Aizawa
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 240 ページ: 1853-1862

    • DOI

      10.1016/j.physd.2011.01.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subdiffusion due to strange nonchaotic dynamics : A numerical study2011

    • 著者名/発表者名
      Takahito Mitsui
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 83 ページ: "066212-1"-"066212-9"

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.83.066212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Foundations of erthquake statistics in view of non-Stationary chaos theory2011

    • 著者名/発表者名
      Yoji Aizawa
    • 雑誌名

      物性研究

      巻: 97 ページ: 309-317

    • 査読あり
  • [学会発表] あるクラスの散逸エルゴード変換の過渡挙動と絶対連続な不変測度2012

    • 著者名/発表者名
      中川正基, 相澤洋二
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 非定常写像力学系における無限エルゴード性に由来する異常拡散2012

    • 著者名/発表者名
      杉山功敏, 新海創也, 相澤洋二
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 確率分岐に伴う無限測度とMultiplicative noise効果2012

    • 著者名/発表者名
      古賀恭平, 津川暁, 相澤洋二
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 力学モデルによる伝書鳩の群れの帰巣行動の個体パラメータの役割2012

    • 著者名/発表者名
      白石允梓, 相澤洋二
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] 地震の発生間隔分布とマグニチュード分布を結合するカオスモデルの構成と普遍定数の導出2012

    • 著者名/発表者名
      津川暁, 斎藤史洋, 相澤洋二
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] Anomalous diffusion driven by infinite ergodic systems2012

    • 著者名/発表者名
      Soya Shinkai
    • 学会等名
      DYNAMICS OF COMPLEX SYSTEMS 2012
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] Ergodic theory of transient behaviors2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Nakagawa
    • 学会等名
      DYNAMICS OF COMPLEX SYSTEMS 2012
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] On the stickiness properties of perturbed mushroom billiards2012

    • 著者名/発表者名
      Satoru Tsugawa
    • 学会等名
      DYNAMICS OF COMPLEX SYSTEMS 2012
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-08
  • [学会発表] Empirical laws of earthquake statistics in view of chaos theory2012

    • 著者名/発表者名
      Yoji Aizawa
    • 学会等名
      DYNAMICS OF COMPLEX SYSTEMS 2012
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] On the stickiness property of perturbed mushroom billiard2012

    • 著者名/発表者名
      Satoru Tsugawa
    • 学会等名
      Dynamics days 2012
    • 発表場所
      Baltimore (USA)
    • 年月日
      2012-01-04
  • [学会発表] A Minimal model of group behaviors of homing pigeons2011

    • 著者名/発表者名
      Masashi Shiraishi, Yoji Aizawa
    • 学会等名
      第12回計測自動制御学会・システムインテグレーション部門講演会(S12011)
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011-12-25
  • [学会発表] Seismicity Statistics in View of Chaos Theory2011

    • 著者名/発表者名
      Yoji Aizawa
    • 学会等名
      Christmas Symposium at Maribor
    • 発表場所
      Maribor (Slovenia)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-09
  • [学会発表] A minimal model of homing behaviors of homing pigeons2011

    • 著者名/発表者名
      Masashi, Shiraishi
    • 学会等名
      International Symposium on Complex System 2011
    • 発表場所
      The University of Tokyo (Tokyo)
    • 年月日
      2011-12-02
  • [学会発表] Some examples of 2-dimensional area-preserving infinite ergodic systems2011

    • 著者名/発表者名
      Soya Shinkai
    • 学会等名
      Weak Chaos, Infinite Ergodic Theory, and Anomalous Dynamics
    • 発表場所
      Dresden (Germany)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-02
  • [学会発表] Non-stationary chaos revisited from infinite measure ergodicity2011

    • 著者名/発表者名
      Yoji Aizawa
    • 学会等名
      Weak Chaos, Infinite Ergodic Theory, and Anomalous Dynamics
    • 発表場所
      Dresden (Germany)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-01

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公開日: 2013-06-26  

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