MITセミナー予定表 2008年度


連絡先: 齊藤圭司(saitohあっと spin.phys.s.u-tokyo.ac.jp)、 島田尚(shimadaあっと ap.t.u-tokyo.ac.jp)
宮下研究室伊藤研究室 (セミナー)| 藤堂研究室羽田野研究室 (セミナー)

これまでのセミナー

日時 講演者(敬称略) 講演題目
4月9日 新M1 卒研発表
4月16日 大平徹(ソニーCSL) 遅れ、ノイズ、共鳴:時間軸上の非局所性とゆらぎ
4月22日 清水明(東大総合文化) 現代的な測定理論の概要−FAQsへの答え
5月7日 Ernesto Estrada(Univ. Santiago de Compostela) Protein Origami. How to Quantify the Degree of Folding of Protein Chains
5月14日 山口義幸(京大情報) Out-of-equilibrium statistical mechanics in Hamiltonian systems with long-range interactions
5月21日 Eric Vincent(CEA Saclay) Spin glass behaviour in interacting magnetic nanoparticles
5月28日 藤堂眞治 ALPS in 2008
6月4日 宮下精二 遍歴電子系の強磁性・非磁性転移の量子ダイナミッ クス
6月11日 Per A. Rikvold(Florida State University) Chaotic gene regulatory networks can be robust against mutations and noise
6月13日 早川尚男(京大・基研) ガラス転移に関する場の理論的アプローチ:流体モデルはエルゴディック転移を消すことが出来るか?
6月18日 伊藤伸泰 アボガドロ数への挑戦 The Avogadro Challenge Project(ACP)
6月25日 斎藤圭司 熱輸送現象での局在、非線形性、熱力学極限の競合
6月30日 Mathias Fuhr(ETHチューリヒ&東大物工) TBA
7月9日 島田尚 TBA
10月23日 Kristel Michielsen (EMBD, Bergium) Event-based computer simulation of Wheeler's delayed choice experiment with photons
11月17日 Denis L'Hôte(SPEC, CEA Saclay, France) Experimental Investigation of a Correlation Length in Structural Glasses and Superspin Glasses
12月02日 Karlo Penc (MTA SzFKI in Hungary) Ising Phases of Heisenberg Ladders in a Magnetic Field
12月12日 Giulio Casati (Universita' dell'Insubria, Como, Italy) DYNAMICAL CHAOS AND QUANTUM COMPLEXITY

所属が書かれていない講演者は、宮下研、伊藤研、藤堂研の所属です。
過去のセミナー: 2007年度2006年度2005年度2004年度2003年度2002年度2001年度2000年度1999年度

第1回

日時:4月16日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:大平徹氏(ソニーCSL)

講演タイトル: 遅れ、ノイズ、共鳴:時間軸上の非局所性とゆらぎ

講演要旨:
相互作用やフィードバックの遅れやノイズを組み合わせることで いくつか興味深い現象が数理的に得られることを中心に、自己紹介もかねて 以下の概要でお話しします。特に未解決の問題を提起したいと考えています。 また、この研究テーマをより広く時間軸上で考察していく 方向について検討していますので、これについても議論をしたいと考えています。

1. 背景
a) 確率微分方程式とランダムウォーク
b) 遅れ微分方程式
c) 確率共鳴
2. 遅れとノイズを含むシステム
a) 遅れランダムウォーク
b) 遅れ確率共鳴
3. 応用
a) 重心制御
b) 倒立棒制御
c) 暗号系
4. 時間軸上の非局所性とゆらぎ
a) 予期確率共鳴
b) 確率的「時間」
5. その他
 量子観測論、ニューラルモデル、交通流 など

参考文献
「ノイズと遅れの数理」(大平徹著、共立出版、2006年1月).
「時間軸上の非局所性とゆらぎ」大平徹、日本物理学会誌 vol. 60, 260 (2007/ 4).
"Stochasticity and Non-locality of Time", T. Ohira, Physica A, Vol 379, 483 (2007).
"Resonance with Noise and Delay", T. Ohira and Y. Sato, Physical Review Letters, vol. 82, 2811 (1999).
"Delayed Stochastic Systems", T. Ohira and T. Yamane, Physical Review E, vol. 61, 1247 (2000).

第2回

日時:4月22日(Wed)15:00より

場所:工学部6号館3Fセミナー室A

講演者:清水明氏(東大総合文化)

講演タイトル:現代的な測定理論の概要−FAQsへの答え

講演要旨:
量子測定理論というと、昔は、実験では区別が付かないような事を議論す るような、形而上学・神学の趣もあった。その状況を大きく変えたのはR. Glauberの1963年の有名な論文であろう。そのノーベル賞受賞の対象になった 論文で彼は、被測定系に測定器の一部を加えた複合系をひとつの量子系とし て扱うことにより、(i) 被測定系に対して射影仮説を用いたのでは実験と合 わないケースがあること、(ii) 測定器に対して射影仮説を用いれば常に実験 と合う整合した理論ができること、(iii) 測定器の誤差なども量子論で矛盾 なく計算できること、などを示し、現代的な量子測定理論の扉を開いた。こ れにより、量子測定理論は、実験により厳しくその正誤が判定される自然科 学の理論へと大きく進化し、その後の大発展に繋がっているのである。特に 精密実験には、量子測定理論はなくてはならない存在になっている。  ところが、このような現代的な量子測定理論の姿を知る物理学者の割合は 少ないのが現状である。そこで本公演では、K. Koshino and A. Shimizu, Physics Reports 412 (2005) 191の第4節にある現代的な量 子測定理論の reviewに基づいて、現代的な量子測定理論の概要を解説し、量子測定に関す るよくある質問(例えば、測定はいつ終わるのかとか、Heisenberg cutはど こにとればいいのか等)の答えをお話しする。また、標準的なコパンハーゲ ン解釈は、現代的な量子測定理論の教えに従って正しく使えば、今のところ 全く不都合はなく、別の様々な解釈は、自然科学としては単なる言い換えに 過ぎないことも指摘する。

第3回

日時:5月7日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:Ernesto Estrada(Univ. Santiago de Compostela)

講演タイトル:Protein Origami. How to Quantify the Degree of Folding of Protein Chains

講演要旨:
I will give a short introduction to the problem of the degree of folding in proteins. Despite the use (and misuse) of the term "degree of folding" and of the term folding in quantitative way I show that no quantitative measure exist for characterizing how folded a protein chain is. Then, I will use a combination of geometric and topological ideas to propose a way to quantify the degree of folding of a linear chain. I will connect this measure with the "dihedral" electronic partition function of the (protein) chain by using a tight-binding approach. Finally, I will show some examples of applications.

第4回

日時:5月14日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:山口義幸(京大情報)

講演タイトル:Out-of-equilibrium statistical mechanics in Hamiltonian systems with long-range interactions

講演要旨:
In Hamiltonian systems with long-range interactions, long-lasting quasi-stationary states (QSSs) are frequently observed, and QSSs are regarded as stable stationary solutions to the Vlasov equation. Inspired by a pioneering work by Lynden-Bell [1], statistical mechanics for QSSs is introduced based on area preserving feature of the Vlasov equation. In the so-called Hamiltonian mean-field (HMF) model, the statistical mechanics predicts phase diagram on a two-dimensional parameter space, which includes an axis representing initial condition, and the prediction is successfully confirmed by N-body simulations [2]. The HMF model has first and second order phase transitions in QSSs, while it has only second order in equilibrium.

References:
[1] D.Lynden-Bell,
"Statistical mechanics of violent relaxation in stellar systems",
Mon.Not.R.astr.Soc. 136 (1967) 101-121.
[2] A.Antoniazzi et al.,
"Nonequilibrium tricritical point in a system with long-range interactions",
Phys.Rev.Lett. 99 (2007) 040601.

第5回

日時:5月21日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:Eric Vincent(CEA Saclay)

講演タイトル:Spin glass behaviour in interacting magnetic nanoparticles

講演要旨: There is much interest in magnetic nanoparticle assemblies due to their potential in technological applications and their spectacular physical properties. The small size of the nanoparticles leads to single domain magnetism (superspin), and for high enough concentrations magnetic interactions play an important role. In dilute suspensions the magnetic behaviour is paramagnetic. In more concentrated systems, we have studied to which extent the rich phenomenology of atomic spin glasses is quantitatively recovered (superspin glass).

As an example we studied suspensions of 8.5nm γ-Fe2O3 particles of various concentrations. We have found that the ac susceptibility peak temperature, measured at various frequencies, obeys a dynamic critical scaling law which is the signature of a spin glass-type transition. Focusing on out-of-equilibrium properties, we have identified many similarities with atomic spin glasses, including aging and memory effects [1]. Using a method initially developed for spin glasses [2], we extract an estimate of a "dynamical correlation length" [3]. The results are compared with those obtained from atomic spin glasses. Since the typical attempt time for thermally activated flipping of nanoparticles is much larger than for atomic spins, these new experiments are probing a time regime which is much closer to that probed in spin glass numerical simulations.

[1] D. Parker, V. Dupuis, F. Ladieu, J.-P. Bouchaud, E. Dubois, R. Perzynski, and E. Vincent, Phys. Rev. B 77, 104428 (2008).
[2] see references in E. Vincent, Vol. 716 of Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, Berlin, 2007, pp. 7-60, also available at http://arxiv.org/abs/cond-mat/0603583
[3] E. Wandersman, V. Dupuis, E. Dubois, R. Perzynski, S. Nakamae and E.Vincent, to be submitted.

第6回

日時:5月28日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:藤堂眞治

講演タイトル:ALPS in 2008

講演要旨:
ALPS (Algorithms and Libraries for Physics Simulations)プロジェクトは、 量子スピン系、電子系など強相関量子格子模型のシミュレーションのためのオー プンソースソフトウェアの開発を目指す国際共同プロジェクトである。本プロジェ クトではXML (Extended Markup Language)に基づく共通入出力ファイル形式の提 案、大規模並列シミュレーションプログラム開発の基盤となるライブラリ群 (ALPS Libraries)の開発などを行っている。同時に、ALPSでは最新のアルゴリズ ムに基づくアプリケーションプログラム(ALPS Applications)の開発も行ってお り、計算物理の専門家でなくとも様々な模型について手軽にシミュレーションを 始めることのできる環境の整備も進めている。本セミナーでは、ALPSプロジェク トおよび関連するプロジェクトの最近の発展について紹介する。
[1] http://alps.comp-phys.org/
[2] A.F. Albuquerque, F. Alet, P. Corboz, et al, "The ALPS project release 1.3: open source software for strongly correlated systems", J. Mag. Mag. Mat. 310, 1187 (2007).

第7回

日時:6月4日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:宮下精二

講演タイトル:遍歴電子系の強磁性・非磁性転移の量子ダイナミックス

講演要旨:
ハバード模型においてハーフフィルドの非磁性状態(S=0)から電子をひと つ取り除いた  場合に、ある条件のもとで強磁性(Sが最大)になることは長岡強磁性の問題 としてよく知られている。  たった一つの電子を取り除くことでこのような大きな変化が起こることは大変 興味深いことであり、  その変化が実際のプロセスとしてどのように起こるかをまず、実効的に電子を 取り除く操作を導入し、  そこで断熱的な変化を引き起こす工夫をして具体的な量子ダイナミックスとし て調べてみる。  最近、制御能力が進んできた、冷却アトム系での光格子や、分子磁性体などで 対応する実験が期待される。  特に、前者では、各粒子のスピンは必ずしも1/2ではなく、3/2などより大きな 値や、S=1など整数値を  とる場合(ボーズ粒子系)もある。そのような場合の長岡強磁性機構について も報告する。

第8回

日時:6月11日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:Per A. Rikvold(Florida State University)

講演タイトル:Chaotic gene regulatory networks can be robust against mutations and noise

講演要旨:
Robustness to mutations and noise have been shown to evolve through stabilizing selection for optimal phenotypes in model gene regulatory networks. The ability to evolve robust mutants is known to depend on the network architecture. How do the dynamical properties and state-space structures of networks with high and low robustness differ? Does selection operate on the global dynamical behavior of the networks? What kind of state-space structures are favored by selection? We provide damage propagation analysis and statistical analysis of state spaces of these model networks to show that the change in their dynamical properties due to stabilizing selection for optimal phenotypes is minor. Most notably, the networks that are most robust to both mutations and noise are highly chaotic. Certain properties of chaotic networks, such as being able to produce large attractor basins, can be useful for maintaining a stable gene-expression pattern. Our findings indicate that conventional measures of stability, such as damage propagation, do not provide much information about robustness to mutations or noise in model gene regulatory networks.

第9回

日時:6月13日(Fri)16:30より

場所:理学部1号館447号室

講演者:早川尚男(京大・基研)

講演タイトル:ガラス転移に関する場の理論的アプローチ:流体モデルはエルゴディック転移を消すことが出来るか?

講演要旨:
ガラス転移は古くから研究されてきた問題であり、十数 年前にはモード結合理論が最終解決をもたらすのではないかと 大きな期待を以って迎えられた。しかし、その後、低温での運 動が凍結するエルゴディック転移は理論の不完全さ故と認識さ れるようになり、熱気は冷めてしまったようであった。その中 でここ数年、ガラス転移の研究はリバイバル気味で、モード結 合理論の基礎付けとそれを超える試みが系統的になされるよう になった。特に場の理論によるアプローチは、応答関数を論じ られるだけでなく、自然な形で高次近似に進むことが可能であ るために大いに期待されている。ここ数年認識されるようにな ったのは、アクションの時間反転対称性の重要さと線形部分と 非線形部分を正しく分離するために、新しい場の量を導入する 必要がある点であった。[1,2]本講演では、揺らぎを伴った流 体モデルから出発して、その長時間極限の1ループ近似がモー ド結合理論に当たることを示す。[3]
[1] A. Andeanov, G. Biroli and A. Lefevre, J. Stat. Mech. P07008 (2006).
[2] B. Kim and K. Kawasaki, J. Stat. Mech. P02004 (2008)
[3] T. H. Nishino and H. Hayakawa, arXiv:0803.1797

第10回

日時:6月18日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:伊藤伸泰

講演タイトル:アボガドロ数への挑戦 The Avogadro Challenge Project(ACP)

講演要旨:
http://aph.t.u-tokyo.ac.jp/~ito/KAUSTGRP/080313Award.htm

第11回

日時:6月25日(Wed)14:45より

場所:理学部新1号館447号室

講演者:斎藤圭司

講演タイトル:熱輸送現象での局在、非線形性、熱力学極限の競合

講演要旨:
熱輸送における局在と非線形性の競合関係をスケーリング則 を見出しながら議論する。すれにより、輸送における局在の性質を見る。

第12回

日時:10月23日(Thu)15時より

場所:理学部1号館447号室

講演者:Kristel Michielsen (EMBD, Bergium)

講演タイトル:Event-based computer simulation of Wheeler's delayed choice experiment with photons

講演要旨:
We present a computer simulation model [1] of Wheelers's delayed choice gedanken experiment that is a one-to-one copy of an experiment reported recently [2]. The experimental setup consists of a Mach-Zehnder interferometer that, by controlling the voltage applied to an electro-optic modulator, can be closed after a single photon passed the first beam splitter or can be left open. In the first case interference is observed (so-called wave behavior of the photon) and in the second case the path followed by the photon is measured (so-called particle behavior of the photon).Since the decision to open or close the interferometer is made after the photon passed the first beam splitter, according to the commonly used pictorial description the photon should change its character from particle to wave in the case that the interferometer is closed. This description defies common sense. The simulation model we present is solely based on experimental facts, satisfies Einstein's criterion of local causality and does not rely on any concept of wave theory. Nevertheless, the simulation model reproduces the averages as obtained from the quantum theoretical description of Wheeler's delayed choice experiment. Our results prove that it is possible to give a particle-only description of Wheeler's delayed choice experiment which reproduces the averages calculated from quantum theory and which does not defy common sense.
[1] S. Zhao, S. Yuan, H. De Raedt, K. Michielsen, "Computer simulation of Wheeler's delayed-choice experiment with photons", Europhys. Lett. 82, 40004 (2008)
[2] V. Jacques, E. Wu, F. Grosshans, F. Treussart, P. Grangier, A. Aspect, J.-F. Roch, "Experimental realization of Wheeler's delayed-choice gedanken experiment", Science 315, 966 (2007)

第13回

日時:11月17日(Mon)15時より

場所:理学部1号館933号室

講演者:Denis L'ôte(SPEC, CEA Saclay, France)

講演タイトル:Experimental Investigation of a Correlation Length in Structural Glasses and Superspin Glasses

講演要旨:
The microscopic origin of the drastic slowing down observed at the glass transition in glass-forming liquids and in other complex systems such as superspin glasses remains an open problem. For structural glasses, experimental and theoretical works converge towards cooperative effects, dynamic heterogeneities, and a possible underlying critical point. An increase of the dynamic heterogeneities size (Ncorr) when T decreases would explain the slowing down, and is reminiscent of the correlation length divergence close to the spin glass transition. I shall present two experimental methods developed in our laboratory to estimate experimentally Ncorr(T) and present their first results. In superspin glasses (interacting magnetic nanoparticles), the growth of the correlation length involved in the aging dynamics can be estimated experimentally both from bulk or local magnetic measurements. Experiments in magnetically textured concentrated ferrofluids which allow to investigate the effect of the anisotropy on the estimated correlation length will be presented.

第14回

日時:12月02日(Tue)13:30より

場所:理学部1号館447号室

講演者:Karlo Penc (MTA SzFKI in Hungary)

講演タイトル:Ising Phases of Heisenberg Ladders in a Magnetic Field

講演要旨:
We show that Dzyaloshinskii-Moriya (DM) interactions can substantially modify the phase diagram of spin-1=2 Heisenberg ladders in a magnetic field provided they compete with exchange. For nonfrustrated ladders, they induce a local magnetization along the DM vector that turns the gapless intermediate phase into an Ising phase with broken translational symmetry, while for frustrated ladders, they extend the Ising order of the half-integer plateau to the surrounding gapless phases of the purely Heisenberg case. Implications for experimental ladder and dimer systems are discussed.

第15回

日時:12月12日(Fri)15時より

場所:工学部6号館325

講演者:Giulio Casati (Universita' dell'Insubria, Como, Italy)

講演タイトル:DYNAMICAL CHAOS AND QUANTUM COMPLEXITY

講演要旨:
In the last few decades \u201cdeterministic chaos\u201d has grown into a well established theory. In classical mechanics the complexity of a dynamical system is characterized by the rate of local exponential instability which effaces the memory of initial conditions and leads to practical irreversibility. In striking contrast, quantum mechanics appears to exhibit strong memory of the initial state. Here we introduce a notion of complexity for a quantum system and relate it to its stability and reversibility properties.