• 研究

2017/11/8

ガラスと通常の固体の本質的な違いを発見

東京大学大学院総合文化研究科の水野英如助教、池田昌司准教授、および東北大学金属材料研究所の芝 隼人特任助教は、ガラスと通常の固体では振動特性が本質的に異なることを発見した。
固体に固有な分子振動は音波で、音波はデバイ則と呼ばれる法則に従っている。しかしガラスにはデバイ則では説明できない振動パターンがあることが古くから示唆されてきたが、それがどのような法則に従っているのかは解明されていなかった。
本研究では、ガラスに固有な分子振動のパターンを大規模コンピュータシミュレーションによって解析し、音波とは全く異なる空間的に局在化した振動があることを発見。さらにこの局在振動は、デバイ則とは異なる全く新しい法則に従うことが明らかにされた。
今回の発見により、このような振動特性こそが、ガラスの特異な熱的性質を生み出していると考えられるため、熱容量や熱伝導率といった熱物性を記述する物質理論構築へと直接的に繋がり、新しいガラス材料の開発への足掛かりになると期待される。