Tag : A04原著論文

甲賀研一郎 原著論文(2010年度)

Mario Ishizaki, Hideki Tanaka, and Kenichiro Koga
“Hydrophobicity in Lennard-Jones Solutions”
Phys. Chem. Chem. Phys., Vol. 13, 2328-2334 (2011)
【概要】単純液体において疎水効果に類似の疎溶媒効果が生じる条件を明らかにした。それが生じるパラメータ領域は定圧条件で小さく,定積条件では非常に大きいこと,またそれと同等であるが,定圧と定積条件で溶媒和自由エネルギーの温度依存性が大きく異なり,定積ではより大きなパラメータ領域で温度上昇とともに溶媒和自由エネルギーが増大する(溶解度が減少する)ことを例示した。
Kenichiro Koga, Joseph O. Indekeu, and Benjamin Widom
“Infinite-Order Transitions in Density-Functional Models of Wetting”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 036101-1 – 036101-4 (2010)
【概要】濡れ転移は通常一次転移として観測され,臨界濡れ転移は特異な条件においてのみ許されると認識されてきた。われわれは標準的な濡れ転移のモデルを用いて,一次転移,二次転移,高次転移がおこる条件を明らかにした。その結果,数学的に「無限次」転移で特徴付けられる極めて弱い濡れ転移がモデル中の「標準状態」近辺で出現することが明らかになった。このモデルと関連する厳密に解けるモデルを用いても,結果の主要な部分を得ることができた。
Lukman Hakim, Kenichiro Koga, and Hideki Tanaka
“Thermodynamic Stability of Hydrogen Hydrates of Ice Ic and II Structures”
Phys. Rev. B, Vol. 82, 144105-1 – 144105-11 (2010)
【概要】氷Icと氷IIの空孔に水素分子が吸着した水素ハイドレートの安定性を統計力学モデルで議論し,実験結果を説明する結果を得た。
Kenichiro Koga, Joseph O. Indekeu, and Benjamin Widom
“First- and Second-order Wetting Transitions at Liquid-vapor Interfaces”
Faraday Discuss., Vol. 146, 217-222 (2010)
【概要】濡れ転移が一次相転移であるために必要な条件を説明し,それを二つの密度汎関数モデルを用いて例示した。
Lukman Hakim, Kenichiro Koga, and Hideki Tanaka
“Novel Neon-Hydrate of Cubic Ice Structure”
Physica A, Vol. 389, 1834-1838 (2010)
【概要】ネオンを包接した氷Icの安定性をモンテカルロシミュレーションにより評価した。氷Ic自体は不安定になる高圧領域においても,ネオンを含む氷Icは安定に存在できることが予測された。

宮崎州正 原著論文(2010年度)

Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki
“Reply to Comment on “Mode coupling Theory as a Mean- Field Description of the Glass Transition” by Rolf Schilling and Bernhard Schmid”
Phys. Rev. Lett., Vol. 106, 049602-1 – 049602-1 (2011)
【概要】我々の論文、“Mode-Coupling Theory as a Mean-Field Description of the Glass Transition”Phys. Rev. Lett. 104, 255704 (2010)に対して、R. Schillingらがコメントを投稿した(R.Schilling and B. Schmid, Phys. Rev. Lett. 106, 049601 (2011))。本論文はそれに対する反論である。
Thomas E. Markland, Joseph A. Morrone, Bruce J. Berne, Kunimasa Miyazaki, Eran Rabani, and David R. Reichman
“Quantum Fluctuations Can Promote or Inhibit Glass Formation”
Nature Physics, Vol. 7, 134-137 (2011)
【概要】液体のガラス転移に、量子効果はどのような影響を及ぼすかを調べるために、2成分レナードジョーンズ相互作用液体の量子力学的な計算を行った。またモード結合理論を量子系に拡張し、シミュレーションの結果と比較した。その結果、量子効果が生じはじめると、波束の広がりのためガラス化しやすくなり、さらに量子効果が大きくなると今度は波束が重なり始め液化することがわかった。
Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki
“Glass Transition of the Monodisperse Gaussian Core Model”
Phys. Rev. Lett., Vol. 106, 015701-1 – 015701-4 (2011)
【概要】ガウスコアポテンシャル液体のガラス転移現象を解析した。このポテンシャルは、有限の近距離斥力となだらかなテールを持つ、いわゆる「柔らかい相互作用」系であり、近年、ソフトマターの分野で注目を集めている。我々はこの系が超高密度で、1成分系であってもガラス転移をすることを数値的に明らかにした。(Editors’ Suggestionに選ばれました。)
K. Kim, K. Miyazaki and S. Saito
“Molecular Dynamics Studies of Slow Dynamics in Random Media: Type A-B and Reentrant Transitions”
European Physical Journal Special Topics, Vol. 189, 135-139 (2010)
【概要】分子の密度が濃くなった状態での運動の凍結がガラス転移である。一方、ランダムに置かれた不純物の中を動く一つの運動の局在化はパーコレーション転移である。その両者の本質的な違いは何か。この疑問に答えるために、不純物密度を系統的に変化させたときの、運動の凍結の様子を分子動力学法を用いて調べた。
Atsushi Ikeda and Kunimasa Miyazaki
“Mode-Coupling Theory as a Mean-Field Description of the Glass Transition”
Phys. Rev. Lett. , Vol. 104, 255704-1 – 255704-4 (2010)
【概要】モード結合理論は、ガラス転移の平均場理論のダイナミクス版であると信じられている。一方、スピングラスの分野で有名なレプリカ理論はガラス転移の平均場理論の熱力学版と言われている。ダイナミクスは熱力学の転移点の影響を受けるから、両者は理論的に整合していなくてはならないが、我々はそのような整合性が「無い」ことを初めて示した。
P. Charbonneau, A. Ikeda, J. A. van Meel, and K.Miyazaki
“Numerical and Theoretical Study of a Monodisperse Hard-Sphere Glass Former”
Phys. Rev. E , Vol. 81, 040501-1 – 040501-2 (2010)
【概要】4次元剛体球液体のガラス転移研究を行った。この系は二つの意味で興味深い。まず、核生成速度が非常に遅いため、単成分系であるにもかかわらずガラス化する点。もうひとつはダイナミクスの次元依存性を見ることによりガラス転移の平均場描像を検証できる点である。後者については、モード結合理論がその平均場描像を支える理論と言われている。我々はこの系のシミュレーションを行い、確かに高次元で系が平気場的になっていることを確認した。

宮崎州正 原著論文 (2009年度)

J. C. Conrad, H. M. Wyss, V. Trappe, S. Manley, K. Miyazaki, L. J. Kaufman, A. B. Schofield, D. R. Reichman, and D. A. Weitz
“Arrested Fluid-fluid Phase Separation in Depletion Systems: Implications of the Characteristic Length on Gel Formation and Rheology”
J. Rheol., Vol. 54, 421-438 (2010)
【概要】コロイドと高分子の混合系における、コロイドの凝集現象を実験により調べた。高分子は、コロイドに対するdepletantとして働き、短距離引力相互作用を引き起こす。我々は、凝集が液固相境界線を境に始まり、相分離とガラス転移の競合により安定した凝集状態となることなどを明らかにした。
Kang Kim, Kunimasa Miyazaki, and Shinji Saito
“Slow Dynamics in Random Media: Crossover from Glass to Localization Transition”
Europhys. Lett. , Vol. 88, 36002-1 – 36002-5 (2009)
【概要】我々は、MDシミュレーションを用いて、障害物粒子がランダムに配置された空間内を、動き回る粒子の遅いダイナミクスを研究した。障害物密度が増えるに従い、ガラス転移点は急激に減少する(ガラス化しやすくなる)。さらに障害物数を増やすと、運動の凍結は、ガラス転移から、ローレンツ気体の局在転移へと変化する。さらに局在転移領域においては、障害物が増えると、流れやすくなるというリエントラント転移も発見した。
Johan Mattsson, Hans M. Wyss, Alberto Fernandez-Nieves, Kunimasa Miyazaki,Zhibing Hu, David R. Reichman, and David A. Weitz
“Soft Colloids Make Strong Glasses”
Nature, Vol. 462, 83-86 (2009)
【概要】剛体球コロイド系におけるガラス転移は、分子液体のそれと多くの共通の特徴を示すため、多くの知見がコロイド系からもたらされてきた。しかし、剛体球コロイド系では、分子性液体ガラスの重要な性質である、非アレニウス的挙動(フラジリティ)が観測されることはなかった。我々は、ポテンシャルを系統的に変化させることにより、コロイド系でフラジリティーを制御することに初めて成功した。

墨 智成 原著論文(2010年度)

Tomonari Sumi, Nobuyuki Imazaki, and Hideo Sekino
“Erratum: “Dewetting-induced Globule-coil Transitions of Model Polymers and Possible Implications High-temperature and Low-pressure Unfolding of Proteins” [J. Chem. Phys. 132, 165101 (2010)]”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 229901-1-229901-1 (2010)
【概要】[J. Chem. Phys. 132, 165101 (2010)]のFig. 3の修正。
Tomonari Sumi, Nobuyuki Imazaki, and Hideo Sekino
“Dewetting-induced Globule-coil Transitions of Model Polymers and Possible Implications High-temperature and Low-pressure Unfolding of Proteins”
J. Chem. Phys., Vol. 132, 165101-1 – 165101-8 (2010)
【概要】蛋白質の温度および圧力による変性機構に関して,液体のDFTに基づく解析を行った.高温変性および低圧変性は,水の蒸気圧曲線に近づく事による蛋白質表面での長距離におよぶ水のdewettingによって誘起されるグロビュール-コイル転移として説明出来る事を示した.また,大気圧以下の蒸気圧曲線近傍において,常に変性状態が出現する形へ蛋白質変性の相図が修正される事および,常温における大気圧以下での低圧変性の可能性を指摘した.

甲賀研一郎 原著論文(2009年度)

Lukman Hakim, Kenichiro Koga, and Hideki Tanaka
“Phase Behavior of Different Forms of Ice Filled with Hydrogen Molecules”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 115701-1-115701-4 (2010)
【概要】グランドカノニカルモンテカルロシミュレーションおよび自由エネルギー計算により,水素+水系の相図を得た。水素分子を含む氷II及び氷Icの安定性を高圧領域で評価し,温度,圧力,組成の熱力学空間で相境界を決定した。
Kenichiro Koga, Joseph O. Indekeu, and Benjamin Widom
“Infinite-Order Transitions in Density-Functional Models of Wetting”
Phys. Rev. Lett., Vol. 104, 036101-1 – 036101-4 (2010)
【概要】濡れ転移は通常一次転移として観測され,臨界濡れ転移は特異な条件においてのみ許されると認識されてきた。われわれは標準的な濡れ転移のモデルを用いて,一次転移,二次転移,高次転移がおこる条件を明らかにした。その結果,数学的に「無限次」転移で特徴付けられる極めて弱い濡れ転移がモデル中の「標準状態」近辺で出現することが明らかになった。このモデルと関連する厳密に解けるモデルを用いても,結果の主要な部分を得ることができた。

墨 智成 原著論文 (2009年度)

Tomonari Sumi, Chiaki Suzuki, and Hideo Sekino
“Hydrophobic Effects on Multivalent-salt-induced Self-condensation of DNA”
J. Chem. Phys., Vol. 131, 161103-1 – 161103-4 (2009)
【概要】これまで,高分子電解質系は,純粋なクーロン系として扱われるのが一般的であり,荷電高分子鎖とイオン種のみを露に扱い,水は連続体としてのみ考慮されてきた.本研究では,この様な従来のモデル化では,多価塩存在下のDNAにおいて観測されている温度上昇によるエントロピー駆動の自己凝縮転移が説明出来ない事を指摘し,塩によって誘起される水を介した疎水性相互作用の重要性を,液体論に基づくシミュレーションにより示した.