非平衡緩和過程の研究と応用

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統計物理学の主要な目標の1つは、微視的な力学から出発して物質の相と相転移・臨界現象を理論的に記述し、予測する事である。これは例えば、エネルギー利用効率の改善や地球環境の理解といった現代社会の重要課題研究の基礎を与え、より精緻な研究へ向けての一里塚となろう。この目標に向けて前世紀の初頭以来、ほぼ百年に渡って研究が続けられてきたが、未だ多くの課題が残されている。1980年代以降、計算科学の台頭に伴い、計算機シミュレーションが強力な研究手段と認識されるようになった。本研究代表者は非平衡緩和過程の解析が、これまでに開発された相転移・臨界現象を数値的に解析する手法の中で最も優れた方法となり得ることを指摘して「非平衡緩和法」として系統的な手法に整備し、さまざまな問題への応用を進めてきた。本研究の目的は・非平衡緩和過程の分析とそれに基づく非平衡緩和法のさらなる改良と拡張・基本的と考えられる様々な相転移・臨界現象の非平衡緩和法による精密な研究の2つである。今年度は主にフラストレーションをもつ2次元XY模型のカイラル転移とKT転移、および粒子系の融解転移について調べた。その結果、2次元XY模型で、カイラル転移とKT転移とは異なる温度で起こること、および剛体円盤系の固液転移は2回のKT転移を経て生ずることを明らかにした。