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2015 年度 実績報告書

大規模非線形格子の実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25400394
研究機関金沢大学

研究代表者

佐藤 政行  金沢大学, 数物科学系, 教授 (00266925)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード非線形局在励起 / ILM / supertransmission / 超伝送 / 大規模格子
研究実績の概要

非線形局在励起(ILM)が安定して走行するための条件や技術について大規模格子を考慮して研究を進めている。走行を妨げる要因は2つあり、一つは尾問題と呼ばれる走行に伴い格子モードを励起して尾を残す共鳴現象である。もうひとつは移動を妨げるパイエルス・ナバロ(PN)ポテンシャルと呼ばれる障壁で、局在中心が格子点と格子間にあるときのエネルギー差である。今年度に成果のあった事柄について記す。
1.尾問題について尾の励起が局在励起からエネルギーを奪い、長距離の安定走行を妨げる。ILMが格子振動を励起する原因は、ILMの非線形力のフーリエ成分が波数-周波数空間で分散関係と交点を持つ部分で強度をもつことが原因である。ソリトンでは交点で非線形力がゼロであることが戸田格子やAblowitz-Ladik格子で確認された。我々は交点でのゼロ非線形力条件がオンサイトとインターサイトという2つの非線形力を調整することで達成し、超伝送と名付けた。2つの非線形力が局在励起の中心波数では同符号だが、分散との交点付近では逆符号を持ち、打ち消すことを用いた。Chaos 25, 103122(2015)で発表された。
2.可飽和非線形性と呼ばれる方法はPNポテンシャルをゼロにする技術である。非線形性が飽和するときに局在幅が格子間隔1つ大きくなる。ILMは格子点型から格子間型(あるいはその逆)に形を変えるので、その中間ではPNポテンシャルはゼロになる。実験を行い、ILMに伴う線形局所モード(LLM)を観測し、幅増加時にLLMの数が一つ増えることを見出した。LLMとILMの振動周波数差はILMの変形周波数で、変形は格子点型-格子間型変形である。従って差周波はPNポテンシャルに比例する。LLM観測が分岐やPNポテンシャル研究に重要であることがわかった。NOLTA2015で発表された。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Cornell University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Cornell University
  • [雑誌論文] Supertransmission channel for an intrinsic localized mode in a one-dimensional nonlinear physical lattice2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, T. Nakaguchi, T. Ishikawa, S. Shige, Y. Soga, Y. Doi, and A. J. Sievers
    • 雑誌名

      CHAOS

      巻: 25 ページ: 103122

    • DOI

      10.1063/1.4933329

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 可飽和非線形格子に生じる局在励起のモード解析2016

    • 著者名/発表者名
      重翔馬、史偉華、石川達也、佐藤政行
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] Linear response measurement of both a single and an array of cantilevers in a high amplitude nonlinear state2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, Y. Sada, S. Shige and A. J. Sievers
    • 学会等名
      NOLTA2015 proceedings pp.740-743
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Linear local modes produced by an intrinsic local mode in a saturable nonlinear lattice2015

    • 著者名/発表者名
      S. Shige, W. Shi, T. Ishikawa, T. Nakaguchi, M. Sato and A. J. Sievers
    • 学会等名
      NOLTA2015 proceedings pp.797-800
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 格子中を走行する非線形局在励起の尾の問題2015

    • 著者名/発表者名
      中口貴裕, 石川達也, 重翔馬, 向出俊夫, 佐藤政行
    • 学会等名
      物理学会北陸支部
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-11-28
  • [学会発表] Velocity Step FOR a Driven Intrinsic localized mode2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Sato and A. J. Sievers
    • 学会等名
      Workshop “Discrete Breathers in Crystals
    • 発表場所
      Ufa
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-25
    • 国際学会
  • [学会発表] 格子中を走行する非線形局在励起の研究(II)2015

    • 著者名/発表者名
      石川達也,中口貴裕,重翔馬,向出俊夫,佐藤政行
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-18
  • [学会発表] 離散非線形Schrodinger系での局在励起の速度について2015

    • 著者名/発表者名
      重翔馬、高尾裕一、石川達也、中口貴裕、佐藤政行
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-18
  • [学会発表] Intrinsic Localized Modes in Micro-Cantilever Arrays2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sato
    • 学会等名
      Nanomechanical systems: from new materials to new application
    • 発表場所
      済州島
    • 年月日
      2015-07-26 – 2015-07-30
    • 国際学会
  • [備考] 金沢大学自然科学研究科非線形物理研究室

    • URL

      http://nlab.w3.kanazawa-u.ac.jp/index.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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