研究内容

---------------------------------- 

離散幾何学から提案する新物質創成と物性発現の解明

新物質創成の鍵を握るメゾスケールにおける物性の解明を離散幾何解析学を軸に行い、材料科学に寄与する事が本プロジェクトの狙いである。具体的に4つの軸となる研究項目(1. K4格子, 2. 準結晶, 3. 相分離, 4. 熱耐性高分子)をおき、従来の方法論に囚われない新しい数理モデルの構築、その数理解析およびシミュレーションによる物性予測、化学工学における新物質創成までを貫く新しい指導原理を確立させる。

 数理モデルの提案から新材料の創生、そして実験現場からのフィードバックによるモデルの改良といったサイクル全体に数学グループが有機的に関わることで、離散幾何解析学の理論的深化と境界領域とのさらなる融合を期待する。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

▲TOP

----------------------------------

Collision of particle patterns in dissipative systems

 Particle patterns mean any spatially localized structures sustained by the balance between inflow and outflow of energy/material which arise in the form of chemical blob, discharge pattern, morphological spot, and binary convection cell. These are modeled by typically three-component reaction diffusion systems or a couple of complex GL equations with concentration field. Strong interaction such as collision among particle patterns is a big challenge, since dissipative systems do not have many conservative quantities. Unlike weak-interaction through tails of those objects, there are so far no systematic methods to handle them because of large deformation of patterns during the collision process. We present a new approach to clarify a backbone structure behind the complicated transient collision process. A key ingredient lies in a hidden network of unstable solutions called scattors which play a a crucial role to understand the input-output relation for collision process (namely the relation of two dynamics before and after collision). More precisely, the associated network of scattors via heteroclinic connections forms a backbone for the whole collisional dynamics. It should be noted that collision dynamics for traveling breathers depends the phase differnce of those waves (see [3]). The viewpoint of scattor network seems quite useful for a large class of model systems arising in gas-discharge phenomena, chemical blobs, and binary fluid convection.

 

Relevant reference from our group:

 

[1] Y. Nishiura, T. Teramoto and K.-I. Ueda: "Scattering and separators in dissipative systems", Phys. Rev. E, 67: 056210 (2003)

[2] Y. Nishiura, T. Teramoto and K.-I. Ueda: "Dynamic transitions through scattors in dissipative systems", Chaos, 13(3): 962-972 (2003)

[3] T. Teramoto, K.-I. Ueda and Y. Nishiura: "Phase-dependent output of scattering process for traveling breathers", Phys. Rev. E, 69(4): 056224 (2004)

[4] Y. Nishiura, T. Teramoto and K.-I. Ueda: "Scattering of traveling spots in dissipative systems", Chaos, 15: 047509-047519 (2005)

[5] T. Teramoto, K.-I. Ueda and Y. Nishiura: "Breathing Scattors in Dissipative Systems", Progress of Theoretical Physics Supplement No.161(2006)pp364-pp367.

▲TOP

----------------------------------

アクティブマターの数理

 外部からエネルギーを注入することによって物を動かすことは、アクチュエー ターのようなアクティブな材料には不可欠である。また、生物は、人間のような 動物だけでなく、微生物であっても「エサ」を消費しながら自発的に運動してい る。このような、マイクロアクチュエーターとしての微生物から我々が学ぶべき ことは多い。
 数理的には、静止状態から、方向性を持つ運動状態への転移は対称性の破れを 伴う。我々は、化学反応によって平衡状態から離れた液滴のモデルを用いて、非平衡相転移の数理的な側面、非線形性や、変形による移動境界問題について研究 を進めている。

 

参考文献:


[1] Natsuhiko Yoshinaga, Ken H. Nagai, Yutaka Sumino, Hiroyuki Kitahata: "Drift instability in the motion of a droplet with a reactive surface", http://arxiv.org/abs/1206.3625

[2] Hiroyuki Kitahata, Natsuhiko Yoshinaga, Ken H. Nagai, and Yutaka Sumino: "Spontaneous motion of a droplet coupled with a chemical wave", Physical Review E Rapid Communication, 84, 015101(R) (2011)

[3] Natsuhiko Yoshinaga and Philippe Marcq: "Contraction of cross-linked actomyosin bundles", to appear in Physical Biology (arXiv:1206.1746)

[4] Hong-Ren Jiang, Natsuhiko Yoshinaga, and Masaki Sano: "Active Motion of Janus Particle by Self-thermophoresis in Defocused Laser Beam", Physical Review Letters, 105, 268302 (2010)

[5] http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/~yoshinaga/index.html

▲TOP

----------------------------------

 

【新着情報】

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー

日程:2024年4月19日(金)
講演者:竹田 航太

【詳細】

 

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー

日程:2024年2月15日(木)
講演者:地引 知栄

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー

日程:2024年2月13日(火)
講演者:Toky Andriamanalina

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー

日程:2024年1月26日(金)
講演者:Dr. Lam, Wai Yeung

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー

日程:2024年1月24日(水)
講演者:Dr. Lam, Wai Yeung

【詳細】

 

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー

日程:2024年1月22日(月)
講演者:森村 晃子

【詳細】

 

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー

日程:2023年12月5日(火)
講演者:

1. 原 誠人

2. 住 拓磨

3. 谷口 晃一

【詳細】

 

 

AIMR数学連携グループセミナー

日程:2023年8月30日(水)
講演者:BRENNAN Zachary D

【詳細】

 

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー

日程:2023年7月26日(水)
講演者:小川 将輝

【詳細】

 

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー

日程:2023年7月25日(火)
講演者:Jesica Bauer

【詳細

 

 

東北大学・統計数理研究所合同ワークショップ

日程:2023年5月10日(水)

【詳細】

 

Workshop: Emerging Platforms for Quantum Computing

日程:2023年4月10日(月)~4月11日(火)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー

※Special Tea Time

日程:2023年3月28日(火)
講演者:田中 求

    Natalie Munding

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー

日程:2023年2月3日(金)
講演者:松本 眞

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー

※KUAMS 合同
日程:2023年1月20日(金)
講演者:Dr. Cavallina Lorenzo

【詳細】

AIMR数学連携グループハイブリッドセミナー
日程:2022年12月12日(月)
講演者:吉川 翔

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2022年11 月28日(月)
講演者:Prof. Marco Falconi

【詳細】

東北大学若手研究者アンサンブルワークショップを開催します。

日程:2022年11月22日(火)

場所:片平キャンパスさくらホール

【詳細】

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2022年10月20日(木)
講演者:林 晋

【詳細】

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2022年9月21日(水)
講演者:Prof. Dimi Culcer

【詳細】

Math-Materials: International & Interdisciplinary Workshop Visualization & Ideal Embeddings of Entangled Structures
日程:2022年7月6日(水)~7月7日(木)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2022年2月25日(金)
講演者:小谷 久寿

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2022年1月13日(木)
講演者:Dr. Yi Huang

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年12月10日(金)
講演者:Jiawei Liu

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年11月12日(金)
講演者:安東 弘泰

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年10月22日(金)
講演者:Dr. Marcello Seri

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年8月27日(金)
講演者:Stefan Junk

【詳細】

 

2021年7月19日(月)15時より、岡山大学シニアURAの Bernard Chenevier 氏をお招きして国際共同研究推進に関する意見交換会を開催します。 (参加申し込み)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年6月29日(火)
講演者:小澤 知己

【詳細】

 

0xオンラインセミナー
日程:2021年6月19日(土)~20日(日)
講演者: 佐藤 竜馬 ・横井 祥

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年5月28日(金)
講演者:新川 恵理子

【詳細】

 

GTF2021
The Geometry & Topology Behind Fabrics at Multiple Scales
日程:2021年5月20日(木)~21日(金)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年5月14日(金)
講演者:谷口 晃一

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年4月30日(金)
講演者:藤木 結香

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2021年4月23日(金)
講演者: Jadala Venkata Ramana Reddy

【詳細】

 

統数研–東北大ワークショップ 2021
日程:2021年4月21日(水)

【詳細】

 

公募情報【2021年2月12日掲載】
募集種別:材料科学高等研究所(WPI-AIMR) 数学連携グループ 助教
募集人員:1名
公募締切日:2021年3月31日

【詳細】

 

0xオンラインセミナー
日程:2020年10月30日(金)
講演者: 池 祐一

【詳細】

 

0xオンラインセミナー
日程:2020年8月29日(土)
講演者: alg-d

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2020年8月4日(火)
講演者: 井上 和俊

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2020年7月7日(火)
講演者:Chris Bourne

【詳細】

 

AIMR数学連携グループオンラインセミナー
日程:2020年4月24日(金)
講演者:小澤 知己

【詳細】

 

研究集会「Jammed matter and its non-Gaussian fluctuations」

日程:2020年3月23日(月)~25日(水)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2020年1月10日(金)
講演者:三石 史人

【詳細】

Synchronization phenomena on complex networks 2, from math to experiments - Special workshop for AIMR Advanced Target Projects -

日程:2020年1月8日(水)

詳細

 

CREST数理モデル&機械学習チュートリアル

日程:2019年12月20日(金)~22日(日)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー

日程:2019年12月11日(水)

講演者: Yves Antonio Brandes Costa Barbosa

【詳細】

 

mini course on pseudodifferential operators on non-commutative L^p spaces
日程:2019年11月25日(月)・26日(火)
講演者:Gihyun Lee

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年9月6日(金)
講演者:Xi-Chan Gao

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年8月9日(金)
講演者:Clemens Gneiting

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年7月30日(火)
講演者:李 聖林・准教授

【詳細】

 

Synchronization phenomena on complex networks, from math to experiments – Special workshop for AIMR Advanced Target Projects –

日程:2019年7月29日(月)

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年7月23日(火)
講演者:Prof. Eric Rowell

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年7月4日(木)
講演者:Jordan Hauge

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年5月17日(金)
講演者:高橋 悠樹

【詳細】

 

ターゲットプロジェクトに対する数学議論

日程:2019年4月19日(金)
話題提供者:岡 博文・助教

話題提供者:福村 知昭 ・教授

【詳細】

 

AIMR数学連携グループセミナー
日程:2019年4月4日(木)
講演者:佐藤 浩司

【詳細】

 

 

 

 

 


 東北大学材料科学高等研究所 数学連携グループ
 〒980-8577 仙台市青葉区片平2-1-1  【アクセス・お問い合わせ