住野研究室 テーマ 非線形非平衡領域での自己組織化,すなわち散逸構造の理解・応用を目指した研究を行っています. 現象に着目する研究室であり,物質に着目する研究とは異なります そのため,一見全く異なるような対象,例えば地質学的な対象や生物学的な対象も取り扱い,ゼミでは平行して議論を行います.
テーマ 非線形非平衡領域での自己組織化,すなわち散逸構造の理解・応用を目指した研究を行っています. 現象に着目する研究室であり,物質に着目する研究とは異なります そのため,一見全く異なるような対象,例えば地質学的な対象や生物学的な対象も取り扱い,ゼミでは平行して議論を行います.
研究へのアプローチ:Simple views on complex phenomena 複雑な自己組織化現象から要素を抜き出したおもちゃを作成する. おもちゃを通して自己組織現象を制御する因子(分岐パラメータ)を見つける 自己組織化が行われるギリギリの挙動(分岐点近傍)に着目し,単純化した数理モデルが構築する. 単純化した数理モデルからおもちゃ,更にはその大本の自己組織化現象を理解する.
研究室に入る学生が学んでおくこと 基礎の物理学 力学・統計力学・熱力学・量子力学・物理数学 住野研究室で研究を行う際は,多様な系に関して基礎知識を身につけることが必要です.しかしながら.これらの知見は実際の研究を行いながら教科書をベースに学ぶことで吸収できます.それよりも学部時代には,基礎的な物理学をしっかりと身につけること,特に演習問題もさることながらそれぞれの物理学の概念に関して様々な教科書を熟読し身体性を持って身につけることが大事です. 言語 外国語・数学・計算機言語 語学は自らの持つ世界を拡張してくれます.語学を身につけることは,それぞれの言語が用いられている領域での文化を学ぶことにもつながります.英語(外国語)・数学・計算機言語と一見,それぞれ異なる領域に感じられるかもしれませんが,繰り返しの訓練が実を結ぶことや,世界を広げてくれること,一朝一夕で身につかないことが共通しています.それぞれの文化を身につけることを意識して継続的に学習してください.
基礎の物理学 力学・統計力学・熱力学・量子力学・物理数学 住野研究室で研究を行う際は,多様な系に関して基礎知識を身につけることが必要です.しかしながら.これらの知見は実際の研究を行いながら教科書をベースに学ぶことで吸収できます.それよりも学部時代には,基礎的な物理学をしっかりと身につけること,特に演習問題もさることながらそれぞれの物理学の概念に関して様々な教科書を熟読し身体性を持って身につけることが大事です.
言語 外国語・数学・計算機言語 語学は自らの持つ世界を拡張してくれます.語学を身につけることは,それぞれの言語が用いられている領域での文化を学ぶことにもつながります.英語(外国語)・数学・計算機言語と一見,それぞれ異なる領域に感じられるかもしれませんが,繰り返しの訓練が実を結ぶことや,世界を広げてくれること,一朝一夕で身につかないことが共通しています.それぞれの文化を身につけることを意識して継続的に学習してください.
非平衡現象 非平衡系,平衡から遠くはなれた系と言うと、難しい概念のように聞こえますが身近なものはすべて熱平衡には無くこの非平衡系に分類されます.私たちの身の回りを注意深く目を配ると,揺らぎがあり周期があり秩序があります.たとえば熱対流の構造や渋滞のような粉体の示す時空構造,結晶成長過程などを想像して下さい. 非平衡系ではこのような自己組織化と呼ばれる美しい動的時空間構造がみられ,その物理的側面や普遍性が明らかにされつつあります. このような非平衡現象の研究によりIlya Prigogineはノーベル賞を受賞しました.また日本人の先駆的な研究者として寺田寅彦が挙げられます.
アクティブマター 細胞内環境・生物集団・社会など生き生きとした系を考えて見ましょう.これらは熱揺らぎで動くのではなく,自ら動くものを集合させた系です.これらの系がどのように振舞うのかは非常に難しい問題です.しかし,単純化と統計力学の発想を援用し,集団としてのマクロの振る舞いに着目することで理解を進めようという物理学が進行中です.この際,対象とする系の事を能動的な物質,アクティブマターと呼びます.数値的計算や理論研究ももちろんのこと,実験的には能動的に運動する液滴・液晶・コロイドを非平衡ソフトマターで構築しすることもできます. これらの系でも群れ運動など時間・空間的に美しいパターンを生み出すことが知られています.
研究対象として取り扱う現象・物質 マランゴニ効果 両親媒性分子の濃度の空間的な不均一が存在する系を考えましょう.もしも不均一の生じている界面が流体的であれば,その不均一を緩和させる界面の接線方向に応力が生じバルク中に流れが生みだされます.この現象のことを溶質マランゴニ効果と呼びます. 一方,固体基板上で界面張力の不均一が生じる場合は固体の性質上,バルク中の流れを生み出すことができません.しかしながら基板上に第三の相を導入することで運動を生み出すことができます.具体的には,液滴を基板上に置くことで,液滴の前後で界面張力の差を利用し,運動が生じます. 濡れのダイナミクス 液体が固体を濡らす,日常ではありふれた光景ですが,その物理学的な理解は最近になって活発に研究されています.なぜ現在までこのようなありふれた現象が手つかずであったのかは不思議に思えるかもしれません.これは液体の運動を考える上で,接触線つまり液滴を固体の上においたときの縁の部分の扱いが難しく重要であることに起因しています.たとえば液滴が固体の上を滑るとき,その摩擦力は主にこの接触線から生じています. 我々は液体と固体の中間である物質,粘弾性体の濡れに関して研究を進めています.これらは,インク・化粧品などが含まれる応用上重要な対象です.私はこのような粘弾性体の動的な濡れ挙動を出来るだけ単純な系で再現し,その物理学的な理解を目指しています.