New liquid state physics based on the breakdown of local spatial symmetry

基于局域空间对称性破缺的新液态物理

• 批准号: 18H03675
• 负责人: 田中 肇
• 金额: $ 28.2万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H03675/
• 关键词: 液体物理学; 水の異常性; 液体・液体転移; ガラス転移; 結晶化; 二状態体モデル; 局所安定構造

ガラス転移をめぐる大きな論争の種は、液体の構造が粘性の増大に重要な働きをしているか否かという点である。液体を構成する粒子間に引力と斥力の作用が存在するLennard-Jonesポテンシャルと、その斥力部分だけを取り出したWCAポテンシャルで相互作用する２つの液体のシミュレーション結果を比べると、X線などで観察される構造因子は全く変わらないのに、ダイナミクス（粒子運動）の遅くなり方は２つの系で大きく異なることが報告され、ダイナミクスを決める上で構造が重要ではない証拠と考えられてきた。今回、我々が過去に導入した「局所的なパッキング能が高い粒子配置構造」を用いて２つの系の構造を比べたところ、実は構造が大きく異なることが明らかになり、引力相互作用が液体の構造を大きく変え、その結果、ダイナミクスにも多大な影響を与えていることを発見した。今回の成果は従来の常識に反し,液体の構造を決めるには２体相関では不十分であり、３体以上の多体相関が不可欠であることを示したといえる。本研究の成果は、液体の構造を記述するには角度情報が不可欠であること、さらには、長年の謎であったガラス転移に伴う粘性の増大が、液体の構造化にあることを示唆しており、液体の理解に大きなインパクトを与えるものと期待される（Phys. Rev. Lett.に発表）。また、コロイド系の一粒子レベル観察により、結晶多形を示す系の結晶化過程において、どのように最終構造が形成されるかを明らかにすることに成功した。液体の中でできては消える局所的に安定な構造の存在下で、結晶化初期には、さまざまな結晶構造を内包した結晶の核が形成されるが、これらの構造が競合しながら、時間とともにより安定な結晶が徐々に発達し安定化されていく機構を明らかにした点に新規性がある（Sci. Adv.に発表）。

The structure of the liquid increases the viscosity of the liquid. The interaction between attractive and repulsive forces in the liquid composition is determined by the Lennard-Jones equation. The interaction between particles in the liquid composition is determined by the Lennard-Jones equation. The X-ray equation is determined by the construction factor. The structure is important to the development of the economy. Today, we introduce the past into the "structure of the bureau's particles" and use it to compare the structure of the system with the structure of the system. The structure of the system is different from the structure of the system. The gravitational interaction affects the structure of the liquid greatly. The result is that the structure of the liquid is affected greatly. The results of this review are based on the common sense of the past, and the structure of the liquid is determined by the relationship between the two bodies. The results of this research include the description of the structure of liquids, the increase of viscosity, the increase of viscosity, the explanation of the structure of liquids, and the expectation of understanding the structure of liquids (Phys. Rev. Lett.). The crystallization process of the crystal polymorphism system was successfully completed. In the presence of stable structure in the liquid, the crystallization structure is formed in the initial stage, and the crystallization structure is formed in the new stage. Adv.).

项目成果

Impact of Salt Ions on the Structure and Dynamics of Water : Insight from a New Microscopic Structural Descriptor

盐离子对水的结构和动力学的影响：来自新的微观结构描述符的见解

• 发表时间: 2018
• 作者: John Russo;Kenji Akahane and Hajime Tanaka;Rui Shi and Hajime Tanaka
• 通讯作者: Rui Shi and Hajime Tanaka

Externally driven local colloidal ordering induced by a pointlike heat source

由点状热源引起的外部驱动的局部胶体排序

• DOI: 10.1103/physrevresearch.1.033200
• 发表时间: 2019
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Bruot Nicolas;Tanaka Hajime
• 通讯作者: Tanaka Hajime

Soft Matter Physics: from the perspective of the essential heterogeneity

软物质物理：本质异质性的视角

• 发表时间: 2018

過冷却液体における方位秩序形成と遅いダイナミクス

过冷液体中的东方序形成和慢动力学

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Sakano;M. Hirayama;T. Takahashi;S. Akebi;M. Nakayama;K. Kuroda;K. Taguchi;T. Yoshikawa;K. Miyamoto;T. Okuda;K. Ono;H. Kumigashira;T. Ideue;Y. Iwasa;N. Mitsuishi;K. Ishizaka;S. Shin;T. Miyake;S. Murakami;T. Sasagawa;and Takeshi Kondo;Yoshihiro Tonegawa;鳴海拓志;田中肇・Hua Tong・Rui Shi・John Russo・Flavio Romano
• 通讯作者: 田中肇・Hua Tong・Rui Shi・John Russo・Flavio Romano

立体斥力と双極子相互作用の競合による強誘電－反強誘電相転移

由于空间排斥和偶极相互作用之间的竞争而导致铁电-反铁电相变

• 发表时间: 2018
• 作者: Yokomizo Kazuki;Murakami Shuichi;高江恭平・田中肇
• 通讯作者: 高江恭平・田中肇