究極の複雑液体：ガラスと乱流のレオロジー

点击翻译按钮获取中文摘要

旧プロジェクト〔基盤（C）18K03459〕の成果を引き継ぐ形で、いわゆるガラス系の標準的なモデルのひとつであるコロイド液体に関する理論的な研究を行った。本研究で扱うコロイド液体とは、斥力相互作用する多数のブラウン粒子が懸濁した系の液体状態のことをいう。このような系では、系の濃度を上げると、粒子が互いの運動を妨げあうため、個々の粒子のバラバラな運動が抑制され、多くの粒子が協調した運動が生じる。この協同運動と、より高密度の「流れない液体」が示す弾性的な応答との関係を探るために、弾性体の剪断歪みに基づく統計量を用いた先行研究が盛んに行われてきた。我々の旧プロジェクトでは、コロイド液体における変位相関および剪断歪み相関をミクロな変形勾配テンソルのラグランジュ相関と関係づける理論を構築した。ここでラグランジュ相関とは、粒子の集団に貼り付いて動く曲線座標系での記述に基づく相関のことである。このような記述では計算が複雑化する（特に粗視化の手続きと整合させるために一見すると遠回りな手続きが必要になる）が、それと引き換えに、並進運動に基づく見かけの時間変化を粒子集団の変形に伴う時間変化と切り分けられるという利点がある。この理論を踏まえ、本プロジェクトでの今年度の研究では、コロイド液体の数値計算データから変位相関と剪断歪み相関を計算し、両者の関係および濃度依存性を検討した。その結果、変位相関に含まれる情報の一部が、剪断歪み相関からは欠落していることが分かった。より具体的には、変位相関は短距離側で対数発散することを数値的に示し、それに対応するものは剪断歪み相関には現れないことを理論的に示した。