物性セミナー/2008-11-7

2008年夏学期第3回物性セミナー

砂や粉などは、粉体と呼ばれ、その特徴的な振る舞いに注目が集まっている。粉体は密度が低い場合は通常の流体のように流動するが、密度がある値を超えて高くなると流動性を失い、固体のように振る舞う。この転移現象は、ジャミング転移と呼ばれ、ある種の臨界現象と考えられる事から、その重要性が広く認識されている。

近年、ジャミング転移点近傍での粉体シミュレーションにより、剪断応力とひずみ速度の間に、臨界現象でみられるような、美しいスケーリング則が成立する事が発見された[1]。

我々は、このスケーリング則にあらわれる臨界指数を、現象論的な理論によって予言し、その結果を複数の次元の分子動力学シミュレーションで検証した。驚くべき事に、臨界指数は通常の臨界現象と異なり、次元に依存しないにもかかわらず、粒子間相互作用に依存する事が判った[2]。

[1] T. Hatano, arXiv:0803.2296

[2] M. Otsuki and H. Hayakawa, arXiv:0809.0171