2次元ガラスはどこまでもやわらかくなる スーパーコンピュータにより巨大な音波ゆらぎの存在を解明

2次元ガラスはどこまでもやわらかくなるスーパーコンピュータにより巨大な音波ゆらぎの存在を解明

2016年12月 6日 14:00

东北大学金属材料研究所の芝隼人特任助教（前职：东京大学物性研究所）、山田泰徳元研究员（现职：中国?北京计算科学研究センター）は、名古屋大学大学院理学研究科の川﨑猛史助教、大阪大学大学院基础工学研究科（前职：新潟大学大学院自然科学研究科）の金钢准教授と共に、2次元平面内に并んだガラス固体は、结晶性物质と同じしくみで莫大な音波ゆらぎの増幅が生じることを、大型计算机（スーパーコンピュータ）を用いたシミュレーション计算により世界で初めて见出しました。

ガラス物质は液体のように乱れた原子配列を保ちながら、固体の性质である硬さも伴います。そのため、ガラス物质が示す性质のうち、结晶（规则正しい原子配列を持つ物质）の性质とどこまでが共通し、どこが异なるのか、长い间検讨されてきました。中でも分子の动き（ゆらぎ）に関しては、规则的な原子配列の结晶と不规则な原子配列のガラス物质とでは异なるだろうと考えられてきました。しかし、ガラス物质中の分子が実际どのように动くのか、その実态は今でも完全には解明されていません。

本研究は、原子配列に秩序のない物质でも、もともと刚性が低い低次元系は结晶と同様巨大な振动（音波ゆらぎ）が発生するということを示した初めての报告です。本成果は低次元の分子の自由度が主要な役割を果たすソフトマターなどを始めとする材料のゆらぎについて、今まで见过ごされてきた新たな物性を提案するものであり、また広い意味でのガラス物质の今后の物性解明に大きく寄与する成果です。

この成果は米国科学誌「Physical Review Letters」に12月7日にオンライン掲載されます。