池田グループ
東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 相関基礎科学系

我々は、ガラス系の物理を研究しています

気体・液体・固体という物質の三態は高校理科の初等的な概念ですが、実は我々の身の回りには、この概念でうまく分類できない物質が多数あります。 私たちが研究している「ガラス」は、その典型例です。 「ガラス」とは、粒子が乱れた配置のまま固化した物質の総称です。 窓ガラスなどのシリカガラスや金属元素からなる金属ガラスがその代表例ですが、その他にも、マヨネーズは油滴が乱れた配置のまま固化した物質ですし、砂山や交通状態などもガラス状態と言ってよいでしょう。 こう見てみると、我々の身の回りの固体の半数程度は「ガラス」だと言えます。 では「ガラス」は物理的にどのように理解できるでしょうか? 例えば氷のような結晶状態は、熱力学や平衡統計力学で明快に定義できる固体であり、液体と結晶は一次相転移で紛いなく峻別されています。 しかし「ガラス」は往々にして非平衡状態にあり、そもそも平衡相図上で定義することができません。 さらには問題とする現象やタイムスケールに応じて、液体的な現象も見せれば固体的な現象もみせます。 21世紀にもなって、と思うかもしれませんが、ガラスの物理的理解は驚くほど進んでいません。 むしろ、統計力学・化学物理・ソフトマター物理・非平衡物理・弾性理論・情報理論などの幅広い分野の研究者がアイデアを出し合い急速に研究を進めている、 現代物理のフロンティアの一つとなっています。 私達は統計力学をベースにして、(1)ガラス転移の本質を理解すること、(2)数多あるガラスを理解して分類すること、 を目指した理論的・数値的研究を行っています。([研究内容]もご覧ください。)

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