結晶相におけるレプリカ対称性の破れとその物性への影響

晶相复制对称性破缺及其对物理性质的影响

基本信息

批准号：
20J00289
负责人：
池田晴國
金额：
$ 2万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00289/
关键词：
統計物理学非平衡相転移ジャミング転移

项目摘要

粉体のようにマクロな粒子からなる系を圧縮していくと、ある密度で突然、有限の剛性を示すようになる。これがジャミング転移と呼ばれる現象である。本年度はこのジャミング転移に関する複数の研究を行った。以下で詳細を説明する。[ジャミング転移における粒子分散の影響に関する研究]　ジャミング転移の臨界指数は、粒子分散の有無に依存して異なる値を取ることが知られていた。この現象を理論的に説明するために、解析的に解ける平均場模型を構築し、計算を行なった。その結果、粒子分散が有限である時には、ジャミング転移点近傍でレプリカ対称性と呼ばれる対称性が破れることが明らかになった。一方で、分散が0である時には、レプリカ対称性は保たれる。この違いこそが、臨界指数の違いを説明することが明らかになった。[ジャミング転移点近傍での粒子変位に関する研究]　ジャミング転移点にむけて、高密度側から近づいた際の臨界的な振る舞いについては、既に多くの研究がなされている。一方で、低密度側から、転移点に向けて圧縮していったときの振る舞いについては比較的理解が進んでいない。本研究では、準静的に転移点まで圧縮して行った時の構成粒子の変位の振る舞いを、3次元の数値シミュレーションを用いて系統的に調べた。その結果、変位の平均二乗変位は、転移点に向けてベキ的に発散することが明らかになった。このことは、平均二乗変位が、転移の臨界性を特徴づける良いオーダーパラメーターになっていることを意味している。また、Participation Ratioと呼ばれる量を用いた解析から、転移点直上で、粒子の変位ベクトルは非自明なフラクタル構造を持つことが明らかになった。

当将宏观颗粒（例如粉末）系统压缩时，它突然在一定密度下变成有限的刚度。这是一种称为堵塞转移的现象。今年，我们对这种干扰转移进行了几项研究。详细信息将在下面说明。 [研究粒子分散对堵塞过渡的影响]众所周知，根据存在或不存在颗粒分散体的存在，抑制过渡的临界指数的临界指数具有不同的值。为了从理论上解释这一现象，构建了可解析的平均场模型并进行了计算。结果，揭示了当粒子分散剂是有限的时，称为复制对称性的对称性会在堵塞过渡点附近断裂。另一方面，当方差为零时，将保持复制对称性。这种差异已经很清楚，这是对关键指数差异的解释。 [关于干扰过渡点附近粒子位移的研究]在接近高密度侧的干扰过渡点时，已经对临界行为进行了许多研究。另一方面，从低密度侧向过渡点压缩时，对行为的理解相对较少。在这项研究中，使用三维数值模拟系统地研究了成分颗粒的位移的行为。结果，揭示了位移的均方根位移以功率样的方式向过渡点发散。这意味着均方根位移是表征过渡的关键性的好排序参数。此外，使用称为参与率的量的分析表明，颗粒的位移向量在过渡点上方的非平凡分形结构。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Jamming and replica symmetry breaking of weakly disordered crystals

DOI：
10.1103/physrevresearch.2.033220
发表时间：
2019-10
期刊：
arXiv: Disordered Systems and Neural Networks
影响因子：
0
作者：
Harukuni Ikeda
通讯作者：
Harukuni Ikeda

Nonaffine displacements below jamming under athermal quasistatic compression

非热准静态压缩下干扰下的非仿射位移

DOI：
10.1103/physreve.103.032902
发表时间：
2021
期刊：
Physical Review E
影响因子：
2.4
作者：
Ikeda Harukuni;Hukushima Koji
通讯作者：
Hukushima Koji

Jamming Below Upper Critical Dimension

低于上临界尺寸的干扰

DOI：
10.11316/butsuri.76.4_208
发表时间：
2021
期刊：
Butsuri
影响因子：
0
作者：
Masanori Iwamoto;Takanobu Amano;Yosuke Matsumoto;Shuichi Matsukiyo;Masahiro Hoshino;池田晴國
通讯作者：
池田晴國

上部臨界次元以下でのジャミング転移の振る舞い

上临界尺寸以下的干扰过渡行为

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
岩本昌倫;天野孝伸;松本洋介;松清修一;星野真弘;樋口裕美子;池田晴國
通讯作者：
池田晴國

Relaxation time below jamming

低于干扰的松弛时间

DOI：
10.1063/5.0024042
发表时间：
2020
期刊：
The Journal of Chemical Physics
影响因子：
0
作者：
S. Nishimura;K. Nishida;T. Ueda;M. Tanaka;Ikeda Harukuni
通讯作者：
Ikeda Harukuni

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池田晴國其他文献

ガラスにおける秩序-無秩序転移

眼镜中的有序-无序转变

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomotaka Oroguchi;Yuki Sekiguchi;Amane Kobayashi,Yu Masaki;Asahi Fukuda;Saki Hashimoto;Masayoshi Nakasako;Yuichi Ichikawa;Hitoshi Kurumizaka;Mitsuhiro Shimizu et al.,;池田晴國
通讯作者：
池田晴國