| Research Abstract |
生体分子モーターに代表される微小な物理系における揺らぎの性質や, 計測における基本的問題について主に理論的に研究を行った. 非平衡系における揺らぎと応答の関係については, これまでの我々の研究により, 揺動応答関係の破れの度合いが, 系から熱欲へのエネルギー散逸率の大きさと, 簡単な等式関係で結びついていることが明らかになっていたが, その適用範囲は限定的であった. 同様の関係がどの程度一般的に成立しうるのかを明らかにするために, 考察の対象をより一般化し, 外力によって駆動されたコロイド分散系の密度場の時間発展について, 同様の等式が成立するかどうかを検討した. その結果, コロイド分散系の流速場に関する揺動応答関係の破れを, 系全体で積分したものが, 系全体でのエネルギー散逸率に結びついていることが明らかになった。この表式を用いると, これまで考慮に入れられていなかった, エネルギー散逸に関するエントロピー成分の寄与を取り入れることが可能になり, これまでよりも適用範囲が広がった. また, 生体分子モーターの一分子計測技術に理論的な裏付けを与えるため, 系の全ての自由度を観測できない場合に, 一部の自由度のみに関する計測から系の物理パラメータを推定する方法論について理論的研究を行った. その結果, 観測時間が十分長ければ, 限定的な測定からでも系のパラメータを正しく推定できることや, パラメータによっては推定が極めて困難になるという一種の転移現象が存在することなどが明らかになった. 今回開発した手法を, 実際の実験条件に適用可能であるかどうかを検討することは今後の重要な課題である.
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