粉粒体のクリープ運動と履歴現象

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粉粒体は我々の日常生活の中において、固液気の物質の3態と並んで非常に良く見られる存在形態のひとつである。しかしながら、これまでの研究の主流は、おもに工学的制御を目的とした、それぞれの応用的問題として発展した経緯があり、各現象を統一的に理解する普遍的法則性についての探求は、まだあまり進んでいないというのが現状である。本研究では、粉粒体の固化と流動化の境目に着目する実験の実測データに基づき、深層内部での粒子のクリープ運動の解析を行ない、その粒子運動の統計性を研究してきた。粒子運動の時間スケールは、深さに対して指数関数的増大を示す事が、本研究によって判った。このことは、ガラス的振舞をする諸現象との繋がりを強く想起させるものであり、粉体のガラス様振舞は深さによってスケールされ、ガラスにおける急冷後待ち時間と深さの対応があるのではないかと考えられる。この点を明らかにすることについては、今後の課題となっている。また、非平衡条件下における粒子運動の対称性の破れを研究した。平衡条件下では周期ポテンシャルを全く対称な反応経路によって山越えしていくのに対して、非平衡条件下では、動的に反応経路が選択され、方向によって励起エネルギーが異なる反応経路を取る事で、運動の非対称性が生み出されている事が判った。この研究に関しては投稿中となっている。