非平衡相転移の究明を目的とした、動的測定法によるDPユニバーサリティの実験的検証

使用动态测量方法研究非平衡相变实验验证 DP 普适性

• 批准号: 07J00335
• 负责人: 竹内 一将
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00335/
• 关键词: 非平衡相転移; 吸収状態; Directed Percolation; 液晶電気対流; 界面成長; スケール不変性; 国際研究者交流; フランス; ユニバーサリティクラス; 臨界現象; 国際研究者交流(フランス); ヒステリシス; 国際情報交換

前年度に引き続き、様々な自然現象に偏在する吸収状態転移の普遍性を実験的に検証するため、液晶電気対流系における乱流間転移(DSM1-DSM2転移)の臨界挙動を調査した。前年度までの実験でDSM1-DSM2転移が吸収状態転移の基本クラスであるDirected Percolation(DP)クラスに静的・動的両側面で従うことを確認できていたので、本年度は得られた実験データの解析をさらに進め、より詳細な情報の抽出を行った。その結果、臨界状態で電圧を急降下させた際の時間相関の残り方、いわゆるエイジングの性質についてもDPクラスに期待される振る舞いが確認でき、またDP基礎理論の基本性質であるrapidity対称関係の振幅値を実験的に測ることにも成功した。以上をもって3年間で予定されていた研究は全て完了し、DP転移の初の確たる実験証拠を得たのみならず、臨界現象を特徴づける臨界指数を総計12個、スケーリング関数を5個直接測定し、指数間に期待されるスケーリング関係式も8つ実験的に確認した。研究課題「非平衡相転移の究明を目的とした、動的測定法によるDPユニバーサリティの実験的検証」は全面的に達成され、DP転移の実在証明とその性質の包括的調査の完了という、極めて重要な成果を得た。さらに本年度は、DP臨界現象に代表されるスケール不変な非平衡現象の普遍性をより広い枠組みで解明すべく、転移点より高い電圧で観測されるDSM2乱流の界面成長の普遍挙動についても実験を行った。その結果、これまで実験的には不明瞭だった界面成長の基本クラスKardar-Parisi-Zhangクラスの普遍スケーリングを過去最高精度で確認しただけでなく、近年理論的に予言された普遍揺らぎ分布を定量的に実証することに世界で初めて成功した。以上により、スケール不変な非平衡現象の普遍性に関し、相転移の枠組みを超えた実験証拠の提示を達成した。

延续去年，我们研究了液晶电对流系统中湍流转变（DSM1-DSM2转变）的临界行为，以通过实验验证各种自然现象中不均匀发生的吸收态转变的普遍性。在去年的实验中，我们已经确认DSM1-DSM2转变在静态和动态方面都遵循定向渗流（DP）类，这是吸收态转变的基本类，因此今年我们重点关注获得的实验数据进一步进行分析以提取更详细的信息。结果，我们能够确认当电压在临界状态下突然下降时，DP 类在剩余时间相关性方面的预期行为，即所谓的老化特性，以及快速对称关系的幅度，即我们还成功地通过实验测量了该值。计划三年的所有研究现已完成，我们不仅获得了DP转变的第一个坚实的实验证据，而且还直接测量了表征临界现象的总共12个临界指标和5个标度函数。实验证实了指数之间的八种预期缩放关系。研究主题“以研究非平衡相变为目的利用动态测量方法实验验证DP普适性”已全面实现，并完成了DP相变存在性的证明及其性质的综合研究A。取得了非常重要的成果。此外，今年，为了在更广泛的框架中阐明以DP临界现象为代表的尺度不变非平衡现象的普遍性，我们还将对高于电压下观察到的DSM2湍流中界面生长的普遍行为进行实验。我做到了。结果，我们不仅以迄今为止最高的精度证实了实验上尚不清楚的基本Kardar-Parisi-Zhang类界面生长的普遍标度，而且还量化了近年来理论上预测的普遍涨落分布。是世界上第一个成功证明这一点的人。通过上述内容，我们成功地提出了超越相变框架的关于尺度不变非平衡现象普遍性的实验证据。

项目成果

Directed percolation criticality in turbulent liquid crystals

• DOI: 10.1103/physrevlett.99.234503
• 发表时间: 2007-12-07
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Takeuchi, Kazumasa A.;Kuroda, Masafumi;Sano, Masaki
• 通讯作者: Sano, Masaki

Hyperbolicity and the effective dimension of spatially extended dissipative systems

双曲性和空间扩展耗散系统的有效维数

• 发表时间: 2009
• 期刊: Physical Review Letters 102
• 作者: Hong-liu Yang;et al.
• 通讯作者: et al.

カオスの摂動敏感依存性で捉える結合振動子の集団挙動

由混沌扰动敏感依赖性捕获的耦合振荡器的集体行为

• 发表时间: 2009
• 作者: Hong-liu Yang;et al.;Kazumasa A.Takeuchi;竹内一将
• 通讯作者: 竹内一将