トポロジー的励起による相転移の統計力学

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61540259
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊豆山 健夫 東京大学, 教養学部, 教授 (10012288)
• キーワード: 酸化物超伝導の理論 / 新しい超伝導の機構-粒子対結合による質量減少の法則 / 多粒子媒質中でのブラウン運動におけるエントロピー・バッグ

研究概要

63年度の研究の第一主題は高温超伝導、すなわち、酸化物超伝導の理論の開発に当てられた。そこでは「トポロジー的励起」が、物性の主役を演じている筈だからである。第二は生体膜における動力学で、一見すると第一主題と無関係のようであるが、両主題とも、最終的には、ストリング集団の動力学である。酸化物超伝導では、磁束ストリング(トポロジー的には、各CuO_2面にwell-definedで、それを面間に辿れてストリングになる)であり、生体膜では、アルキル鎖のキンクを辿ったストリングである。
酸化物超伝導では、トポロジー的励起の理論を構築するための土台になるべき理論および描像を確立した。これはBCS理論とは全く異なって、反平行スピンのホール又はexcess electronsが、空間的に最近接の距離で結び合って、荷電ボーズ粒子を構成し、それがcondenseして超流動状態になるというものである。この際、ホールもexcess電子も注入されない状態での、CuO_2、面上のCu^<2+>スピンは、反強磁性的に配列しようとしている、という点が重要で、このためにホール(又はexcess電子)が、バラバラでいるよりも、対を作ってボーズ粒子になった方が質量が軽くなる、という特性を見出した。このため、ボーズ粒子になって金属結合のエネルギーを稼ぐのである。これら理論をJ.Phys.Soc.Jpn.(1988)及びibid.(1989)に公表し、また、Phys.Rev.Bに投稿した。
生体膜の動力学は、まず膜面上のタンパクのブラウン運動を、上記のイメージを極めて簡略化した確率モデルのもとで理論を作り、計算機実験のもとで、新しい現象-エトロピー・バッグ-を発見した。

研究成果

• [文献書誌] Junji,SUZUKI.;Takeo,IZUYAMA: Journal of the Physical Society of Japan. 57. 818-827 (1988)
• [文献書誌] Takano,YAMAMOTO.;Takeo,YZUYAMA.: Journal of the Physical Society of Japan. 57. 3742-3752 (1988)
• [文献書誌] Yasuo,Y.;SUZUKI,;Takeo,IZUYAMA.: Journal of the Physical Society of Japan. 58. 1104-1119 (1989)
• [文献書誌] Takeo,IZUYAMA.: Physical Review B. (1989)
• [文献書誌] Satoshi,ISHIZAKA.;Takeo,IZUYAMA.: Journal of the Physical Society of Japan. 58. (1989)
• [文献書誌] Takeo,IZUYAMA.;Satoshi,ISHIZAKA.: Physical Review B.