少数自由度系の熱統計物理学:一分子の状態方程式

少自由度系统的热统计物理：单分子状态方程

基本信息

批准号：
14740226
负责人：
本堂毅
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

旧来の熱力学,統計物理学の研究対象(及び理論)は,モル数程度に十分多数の粒子の存在,すなわち熱力学極限を(多くの場合)仮定してきました.しかるに,近年の生物物理学の進歩は一分子の直接観察を可能とする段階に達しました.そのため,一分子実験の記述に統計物理学が使えない,という事態が発生してきました.この背景の下,少数自由度(一分子)の熱統計物理学の研究を行いました.カルノーサイクルの作業物質を一分子にした場合の不可逆性の起源,マクロ系とは異なる準静的過程の条件(定義)を明らかにしました.さて,一分子の熱力学は,一方では「マックスウェルの悪魔(のパラドックス)」として,一世紀以上前から議論が行われてきました.近年のLandauerらの議論も含めて,これらは全て1929年のSzilardの議論の枠組に基づいています.応募者はSzilardのモデルを,運動論的に閉じた記述から再検討し,その議論の根本的誤り(前提の不成立)を示しました(数値実験,Master方程式,及びpressure ensembleを用いた解析計算のいずれによっても,一致する結論を得ています.Lebowitz氏に助力を頂いています).一分子系では,準静的過程,仕事溜等の概念を,マクロ系からそのまま敷衍することが出来ないことに誰も気づかず,75年間,議論が積み重ねられたのでした.現在,本研究を発展させるため,生物における少数自由度系の分子機械メカニズム解明のため,生物物理学者と共同で研究を始めており,その結果も近く公表できると考えます.

传统热力学和统计物理学的研究对象（和理论）已经（通常）假设存在大量足以成为摩尔数量的颗粒，即热力学极限。但是，生物物理学的最新进展已经到达可以直接观察单个分子成为可能的阶段。结果，统计物理不能用于描述单个分子。基于这种背景，我们对具有几个自由度的热统计物理学进行了研究（一个分子）。与宏观系统不同，当康诺德循环中的工作材料变成单个分子时，不可逆性的起源。分子的热力学已被讨论了一个多世纪，称为“麦克斯韦的悖论”。这些，包括Landauer等人最近的讨论，都是基于Szilard 1929年论证的框架。申请人从运动学上封闭的语句中重新审视了Szilard的模型，并介绍了该参数的基本误差（假设失败）（数值实验，主方程和压力）（数值实验，主方程和压力和压力）所有使用一个集合的分析计算都是一致的。（在Lebowitz先生的协助下）。在单分子系统中，没有人注意到不可能直接从宏系统中直接扩展准静态过程，工作储层等的概念，并且在75年内积累了讨论。目前，为了开发这项研究，我们已经开始与生物物理学家合作进行研究，以阐明生物体中少数自由度系统的分子机械机制，我们相信结果将很快发布。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マイクロ波の生体への相互作用

微波与生物体的相互作用

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
物性研究 82・1
影响因子：
0
作者：
本堂毅
通讯作者：
本堂毅

T.Hondou: "Physical Validity of Assumptions for Public Exposure to mobile phones"Journal of the Physical Society of Japan. 71. 3101 (2002)

T.Hondou：“公众接触移动电话的假设的物理有效性”日本物理学会杂志。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

D.Yamada, T.Hondou, M.Sano: "Coherent dynamics of an asymmetric particle in a vibrating bed"Physical Review E (Rapid Communication). 67. 040301 (2003)

D.Yamada、T.Hondou、M.Sano：“振动床上不对称粒子的相干动力学”物理评论 E（快速通信）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

本堂毅: "閉鎖的空間での携帯電話の利用と公衆被曝"科学(岩波書店). 72・8. 767 (2002)

Tsuyoshi Hondo：“在封闭空间中使用手机和公众暴露于辐射”《科学》（岩波书店）72・8（2002）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
山田悠太，本堂毅，宮田英威

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2005
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K.Yanagi;H.Hashimoto;D.Polli et al.;本堂毅;R.Nakamura et al.;本堂毅;I.Akai et al.;本堂毅;H.Hashimoto et al.;本堂毅;K.Kuroyanagi et al.;K.Kuroyanagi et al.;高橋宏典ら;T.Buckup et al.;W.Wohlleben et al.;K.Yanagi et al.;K.Yanagi et al.;K.Kanemoto et al.;D.Kosumi et al.;I.Akai et al.;M.Yoshizawa et al.;T.Buckup et al.;G.Cerullo et al.;P.Wang et al.;T.Nishio et al.;M.Sugisaki et al.;K.Yanagi et al.;R.Fujii et al.;D.Kosumi et al.;R.Fujii et al.
通讯作者：
R.Fujii et al.