Yasuoka Laboratory



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講師秋元琢磨 特任准教授 (慶應義塾大学大学院 理工学研究科 特任准教授 GESLプログラム教員)
How can we understand complex phenomena - usefulness of randomization -
日時2017年03月14日(Mon) 18:45〜19:45
概要概要:水に浮かぶ微粒子はどのような運動をするだろうか。1827 年、ロバート・ブラウンは花粉から飛び出た微粒子が浮遊する様子を顕微鏡で観測した。それは、あたかも生命があるようなジグザグした不規則な運動であった。このような運動は、ブラウン運動として知られ、この不規則な運動は周りの水分子から受ける揺動力によるものであることがわかっている。しかし、このような系をちゃんと解くには、水分子と微粒子からなるアボガドロ数個におよぶ数の分子の運動方程式を解かなければならない。これは大変(実質的には不可能)であるが、水分子からの揺動力をランダム力に置き換えることにより、問題は飛躍的に簡単になる。本講演では、このようなランダム化が、より複雑な現象の本質的を理解する上で非常に重要になることを説明したい。

How does a tiny particle floating on water move? In 1827, Robert Brown found that such a tiny particle shows a irregular and zigzag motion like a living organism in the observation by a microscope. These motions are known to be Brownian motion. It hasalso been known that such irregular motions are attributed to collisions between the tiny particle and water molecules. To answer the above question analytically, one has to solve the equation of motion for water molecules and the tiny particle, which are composed of huge numbers of equations (the same order of the Avogadro constant!). Although this is quite a difficult problem (impossible in practice), it can be easily solved analytically if we introduce a randomization of thermal forces (interactions between the tiny particle and water molecules). In this talk, I will explain how such a randomization is important and useful to understand essential properties of complex phenomena.