2023 年度研究成果報告書

格子運動に伴うスピン系の磁気構造の変化および磁気摩擦の発生

研究課題

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研究課題/領域番号	21K13857
研究種目	若手研究
配分区分	基金
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	滋賀大学 (2023) 九州大学 (2022) 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2021)
研究代表者	小松尚登滋賀大学, データサイエンス学系, 助教 (50812963)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	磁気摩擦 / 平均場理論 / 有限サイズ効果
研究成果の概要	本研究では大幅に簡略化した磁気摩擦の模型を用いて、有限サイズ系における磁気構造と物体の運動の関係や、その摩擦力への影響を調べた。数値シミュレーション及び理論的考察の結果、物体の運動の抵抗係数γが小さい場合はstick状態とslip状態が別個な準安定状態のように分離することが確認された一方、γが大きい場合はそうした分離が起こらず、格子の運動は熱活性化過程の一種として扱えることが確認された。この研究と並行して、統計力学模型の有限サイズ効果そのものに関する考察も行った。具体的には、長距離相互作用を持つIsing模型に関して、システムサイズが有限の場合の平均場近似からのずれを摂動論的に計算した。
自由記述の分野	統計物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	stick状態とslip状態が準安定状態のように分離する例の存在や、有限サイズ系を考察することの重要性などの、この研究を通じて得られた知見は今後磁気摩擦に限らず摩擦という現象全般の微視的なメカニズムに関する研究を進める上で興味深いものとなる。また、有限サイズ効果そのものを理論的に考察する手法の構築は、将来摩擦に限らず様々な現象の考察に役立つことが期待される。