非平衡定常状態における連続対称性の自発的破れと相転移の一般論の構築

非平衡稳态连续对称性自发破缺和相变一般理论的构建

• 批准号: 22K13978
• 负责人: 中野 裕義
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K13978/
• 关键词: 非平衡揺らぎ; 非平衡相転移; 大規模分子動力学シミュレーション; 南部・ゴールドストーンモード

1. 非平衡流体における異常揺らぎ本研究課題の目標は非平衡定常状態における秩序相が示す普遍的性質をそこで見られる非平衡揺らぎに注目しながら解明することにある。本年度は秩序相の解析に進む前の準備的段階として、非平衡条件下にある単純流体の一様相で見られる異常揺らぎを大規模分子動力学シミュレーションを用いて解析した。揺らぐ流体力学により長距離空間相関が現れることが知られている。本研究では、その理論的に導かれる長距離空間相関をハミルトン粒子系から第一原理的に観測することに成功した。本シミュレーションから、せん断下/熱伝導下で観測される長距離空間相関は系のサイズが小さい時には発達しないことが明らかとなった。言い換えれば、小さい非平衡系の揺らぎはほとんど平衡系と区別できないことになる。非平衡揺らぎが中心的な役割と果たす相転移現象や秩序相の特異な振る舞いはこの有限サイズ効果の影響を強く受けることが示唆される。この有限サイズ性の起源は明らかとなっておらず、本研究でのシミュレーション結果をもとにその解明へと繋げたい。2. 様々な流れの下で起こる連続対称性の自発的破れ実施計画の通り、非平衡定常状態で起こる相転移現象を理論的に解析した。初年度はオーダーパラメータが流れによって直接流される非平衡系に注目し、流れの効果が秩序相に現れる南部・ゴールドストーン(NG)モードと呼ばれる揺らぎにどのような影響を与えるかを明らかとした。せん断流と伸長流という揺らぎが無限に引き延ばされていくタイプの流れはNGモードを強く抑制することが分かった。一方で、楕円回転流のような揺らぎの引き伸ばしが起こらないタイプの流れではNGモードの振る舞いは平衡状態と変わらないことも分かった。この解析結果は非平衡相転移の解析において、揺らぎの無限の引き伸ばしが重要なキーワードとなることを示唆しており、別の非平衡への応用が期待される。

1. Non-equilibrium fluid, abnormality, and non-equilibrium fluid. The goal of this research project is non-equilibrium steady state, order phase. Show the universal properties of the non-equilibrium を そ こ で 见 ら れ る attention し な が ら clarification す る こ と に あ る. This year's preparation for the analysis of the order phase is in progress, and the preparation of pure fluids under non-equilibrium conditions is一様phase で见られるAbnormal 揺らぎをLarge-scale molecular dynamics シミュレーションを Use いてanalyticsした.揺らぐhydrodynamicsによりlong-distance spatial correlationが见れることが知られている. This research has successfully led to the introduction of long-distance space-correlated particle systems and the first-principle measurement of the theory of では and その. This シミュレーションから, せんbreaker/thermal guide test で観measurement される long distance air The relationship between the relationship is small and small. The words are changed and the difference between the balanced system and the non-balanced system is とになる. The non-equilibrium center of the non-equilibrium cutting and fruiting phase shift phenomenon and the order phase of the special vibrationる Dance いはこのlimited サイズ Effect のeffect をstrong く Received けることが Shows instigation される.このlimited サイズ性のgenesis は明らかとなっておらず、This studyでのシミュレーション results をもとにその明へと线げたい. 2. Analysis of the theory of the non-equilibrium steady state phase shift phenomenon and the destruction of the symmetry of the system. In the first year of the year, the flow of the flow is the direct flow of the unbalanced system and the attention of the non-balanced system, and the effect of the flow of the flow is the order phase.る南・ゴールドストーン(NG)モードとHUばれる揺らぎにどのような Impact を and えるかを明らかとした. The flow is cut off and the flow is extended. The flow is unlimited and the flow is extended.タイプの流れはNGモードを强く suppress することが分かった.一方で、楕円回転流のような揺らぎのInductionきStretchばしが出こらないタイプの流れではNGモードの正る Dance いはbalance state と変わらないことも分かった.このanalytical resultはnon-equilibrium phase changeのanalyticalにおいて、揺らぎの∞∞のinducingきstretchばしが重It is necessary to use the なキーワードとなることをshow the instigation しており, and do not use the unbalanced への応用がexpect される.

项目成果

Molecular dynamics study of shear-induced long-range correlations in simple fluids

简单流体中剪切引起的长程相关性的分子动力学研究

• DOI: 10.1103/physrevresearch.4.023147
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Nakano Hiroyoshi;Minami Yuki
• 通讯作者: Minami Yuki

異方的アクティブ格子ガスが示す長距離相関とモティリティ誘起相分離

各向异性活性晶格气体表现出的长程关联和运动引起的相分离

• 发表时间: 2022
• 作者: 足立景亮;中野裕義
• 通讯作者: 中野裕義

Molecular dynamics study of nonequilibrium long-range correlation under shear flow

剪切流下非平衡长程关联的分子动力学研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroyoshi Nakano;Yuki Minami
• 通讯作者: Yuki Minami

Rainbow Nambu-Goldstone mode under shear flow

剪切流下的 Rainbow Nambu-Goldstone 模式

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Minami;Hiroyoshi Nakano;Yoshimasa Hidaka
• 通讯作者: Yoshimasa Hidaka

一様せん断流によって誘起される非平衡長距離相関の分子動力学シミュレーション

均匀剪切流引起的非平衡长程关联的分子动力学模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: Jun Xia;Yue Fang;Lingjie Meng;Qingwei Yang;Yusuke Okazaki,Takashi Yoshida;Keizo Nagasaki;Hisashi Endo;Hiroyuki Ogata;中野裕義
• 通讯作者: 中野裕義