| 研究課題/領域番号 |
25707033
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
竹内 一将 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50622304)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 統計物理学 / 非平衡・非線形物理学 / 数理物理 / 臨界現象 / 液晶 |
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| 研究概要 |
平成25年度は「(1)イジング対称性を付加した吸収状態転移の臨界現象測定」と「(2)リング状の初期条件に対する界面成長のゆらぎ測定」を中心に取り組んだ。
(1)については、これまでの研究で得られていたツイスト配向液晶セルのイジング対称性の精度を高めるため、研究室所属の学生と連携して、感光性高分子膜と偏光紫外線を用いた液晶配向技術の導入を行った。偏光紫外線による液晶配向は応用物理の分野で報告があるものの、実験条件が異なり、また本研究が対象とする液晶電気対流現象への影響は明らかではない。25年度の研究では、各種実験条件を比較検討して、実現する配向状態の評価と電気対流に与える影響の予備的観察を中心に行った。
(2)については、研究室所属の学生と協力し、リング状の初期条件を生成するための光学系の構築を行った。具体的には、液晶乱流の核生成に用いるレーザービームの経路上にコリメータを配置して強度分布の精度を高めたうえで、spiral phase plate、空間位相変調器、フォトマスクなど円形のビーム強度を得るための様々な手法を比較して、作られたビーム形状の精度と強度を評価した。結果、リング状の初期条件に関してはフォトマスクを用いる手法が最も精確にリング状に乱流状態を生成できることが判明した。また、作成した初期条件のもとで見られる界面成長の予備的観察を行った。
また、当該研究者は、液晶乱流を用いてこれまでに得られた非平衡スケーリング則の実験研究成果を中心に、非平衡スケーリング則の最近の実験的進展をまとめたレビュー論文を執筆、出版した。本論文は、本科研費課題が標榜する「液晶乱流が拓くマクロ非平衡系の実験統計力学」を目指すにあたり、現在までに国内外で得られているstate-of-the-artをまとめたものであり、今後取り組む研究課題が広く興味を持たれる礎を築く契機になるものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当該年度冒頭に掲げた実験目標は概ね達成でき、今年度以降に本格的に測定を始めるための準備が整った。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に引き続き、上記(1)(2)の課題を遂行する。
(1)については、液晶配向の際の条件検討をさらに進めて精度の高い液晶セルを完成させ、そこでの吸収状態転移の臨界現象の測定を行う。さらに、そこで得た実験結果を、旧来の配向技術で作成した液晶セルでの結果と比較し、イジング対称性の精度向上の度合いを確かめるとともに、臨界現象の精密測定を行う。実現されたイジング対称性の精度が不十分であれば、二酸化ケイ素を用いた液晶配向技術や磁場による調整などを併せて、精度向上を目指す。臨界現象の実験結果は、理論的に期待されるvoter普遍クラスの挙動と比較し、共通点と相違点を明らかにする。
(2)については、前年度に完成させた光学系を用いて、リング状の初期条件の下での界面成長ゆらぎの測定を本格的に行う。そして、結果をKardar-Parisi-Zhang普遍クラスのスケーリング則と比較するとともに、既に得られている円形界面・平面界面の場合の成果と比較し、共通点と相違点を明らかにする。また、リング状の界面成長は対応する数理モデルが存在しないため、モデルを考案し、数値計算によって、得られた実験結果の普遍性を検討する。以上の課題が完成したら、その実験系を援用して「(3)ゆるやかに湾曲した初期条件のもとで期待される平面界面クラスから円形界面クラスへのクロスオーバー」の測定を行う。
以上の実験課題は、実験系を１つ新たに構築し、所属研究室の大学院生との協力のもとで、並行して取り組む予定である。さらに、実験結果を数値計算と比較し普遍性の検証を行うとともに、国内外の理論家と議論・提携して理論的仕組みの理解を目指す。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
国内異動の可能性があったため、前年度に予定していた高額装置類の購入を次年度に見送った。
前年度に購入を見送った装置類の購入に使う予定である。
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