研究項目

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計画研究

A01 基礎班
古典系および量子系に対して、非平衡ゆらぎの新しい普遍性を発見・確立するとともに、多彩な物質群が示す現象をゆらぎと構造の普遍法則にもとづいて理解する。例えば、固体量子素子における電流ゆらぎ、コロイド多体系やソフトマター界面におけるミクロ・マクロゆらぎ、さらに班をまたがり、バルク系でゆらぎが顕著に表れる液晶の配向ゆらぎ、バイオマターの自発ゆらぎなどがその典型的な対象となる。また、非平衡関係式の連続系への拡張や情報のやりとりを含む非平衡熱力学の定式化を発展させ、液晶ゆらぎなどの連続場や、非平衡界面ゆらぎの理論と実験、微小系の制御実験との定量的な比較を行う。さらに、ガラス系の特異な振る舞いを、隠れた構造によって引き起こされる極端に遅いゆらぎのダイナミクスとして捉え、他の系にも適用できるアイデアを提出する。
A01-001 非平衡ゆらぎの熱力学的体系
研究代表者佐々 真一京都大学 大学院理学研究科 教授
研究分担者中川 尚子茨城大学 理学部 教授
A01-002 非平衡量子系の輸送ダイナミクス
研究代表者小林 研介大阪大学 大学院理学研究科 教授
研究分担者齊藤 圭司慶応義塾大学 理工学部 教授
研究分担者沙川 貴大東京大学 大学院工学系研究科 准教授
A01-003 非平衡ゆらぎが生み出す構造と運動の普遍性
研究代表者佐野 雅己東京大学 大学院理学系研究科 教授
研究分担者笹本 智弘東京工業大学 理学院 准教授
研究分担者竹内 一将東京工業大学 理学院 准教授
連携研究者山本 量一京都大学 大学院工学研究科 教授
A01-004 ガラスにおける遅いゆらぎのダイナミクスと隠れた秩序
研究代表者宮崎 州正名古屋大学 大学院理学研究科 教授
研究分担者吉野 元大阪大学 サイバーメディアセンター 准教授
A02 時空班
冷却原子気体や液晶、エマルション、反応拡散系など連続場として表わすことが可能な物理系における非平衡構造のダイナミクスとミクロ・マクロのゆらぎの観測・理論から、オーダーパラメータのある系に特徴的なゆらぎと構造の法則に迫る。例えば、界面ダイナミクスや渦構造が支配する動的秩序は、冷却原子系、液晶、反応拡散系などに共通して出現し、保存量の有無やオーダーパラメータの性質などを指定することで、横断的かつ統一的に捉えることが可能である。ソフトマターの非平衡ゆらぎと応答関数を測定する新規装置を開発し、非平衡ゆらぎの測定手法の確立を目指す。また、微小空間での非平衡構造を探求し、原子間相互作用にまで及ぶ高精度の制御とその効果を明らかにし、ゆらぎと非平衡構造の相互作用が細胞の機能として現われるメカニズムを解明する。
A02-001 非平衡定常状態におけるソフトマターのゆらぎとレオロジー
研究代表者折原 宏北海道大学 大学院工学研究院 教授
研究分担者長屋 智之大分大学 工学部 教授
研究分担者佐藤 勝彦北海道大学 電子科学研究所 准教授
研究分担者日高 芳樹九州大学 大学院工学研究院 助教
連携研究者中垣 俊之北海道大学 電子科学研究所 教授(2015年10月まで研究分担者)
A02-002 多成分ボース・アインシュタイン凝縮体の非平衡ダイナミクス
研究代表者平野 琢也学習院大学 理学部 教授
研究分担者斎藤 弘樹電気通信大学 大学院情報理工学研究科 教授
連携研究者高橋 雅裕学習院大学 理学部 助教
連携研究者衛藤 雄二郎産業技術総合研究所 計量標準総合センター 主任研究員
連携研究者柴田 康介学習院大学 理学部 助教
A02-003 小さな反応拡散系における秩序形成から生物の機能へ
研究代表者櫻井 建成山口芸術短期大学 芸術表現学科 准教授
研究分担者北畑 裕之千葉大学 大学院理学研究院 准教授
研究分担者澤井 哲東京大学 大学院総合文化研究科 准教授
研究分担者石原 秀至東京大学 大学院総合文化研究科 特任准教授
A03 機能班
ソフトマター分子集合体におけるゆらぎと、生体高分子や脂質2分子膜等のメソ構造などとの協奏から生じる現象に焦点を当てて、時空間秩序形成がマクロなゆらぎや自己駆動、自己生産、自己複製などの機能へと転化するメカニズムを、実験と理論の両面から明らかにする。具体的には、上記のような生命現象が示す特質を物理モデルから細胞モデルまでを含む階層的な実験手法で構築するとともに、化学反応や相転移を脂質ベシクル構造の変化と結合させ、自己生産や自己駆動等の機能を生じる人工細胞モデルの実現を目指す。また、細胞の力学特性を細胞内での自発ゆらぎとその力学応答の関係から解明する研究などを推進する。このように、空間構造の対称性の破れや時間的な対称性の破れが、人工細胞モデル系に並進運動や自発変形運動、分裂などをもたらすメカニズムをA02班メンバー等との協力の下に明らかにするとともに、膜の非平衡メソ構造の新奇なダイナミクスの解明を通して、新しい理論的枠組みの構築を目ざす。
A03-001 ソフトマターから人工細胞への物理的アプローチ
研究代表者今井 正幸東北大学 大学院理学研究科 教授
研究分担者菅原 正神奈川大学 理学部 教授
研究分担者豊田 太郎東京大学 大学院総合文化研究科 准教授
研究分担者佐久間 由香東北大学 大学院理学研究科 助教
A03-002 生体膜におけるメソ構造の非平衡ダイナミクス
研究代表者好村 滋行首都大学東京 大学院理工学研究科 准教授
研究分担者野口 博司東京大学 物性研究所 准教授
研究分担者芝 隼人東北大学 金属材料研究所 特任助教
連携研究者多羅間 充輔京都大学 福井謙一記念研究センター フェロー
A03-003 非熱的に駆動されたバイオマターの非平衡動力学
研究代表者木村 康之九州大学 大学院理学研究院 教授
研究分担者水野 大介九州大学 大学院理学研究院 准教授
A03-004 時空間秩序の生成とその生命現象への展開
研究代表者吉川 研一同志社大学 生命医科学部 教授
研究分担者鶴山 竜昭京都大学 大学院医学研究科 教授
研究分担者市川 正敏京都大学 大学院理学研究科 講師

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新学術領域研究「ゆらぎと構造の協奏:非平衡系における普遍法則の確立」