黒木　昌一

略歴

1983年 九州大学理学部物理学科卒　
1985年 九州大学大学院理学研究科物理学専攻修士課程修了　
1989年 九州大学大学院理学研究科物理学専攻博士後期課程修了　
1989年 福岡女子大学家政学部講師　
1992年 福岡女子大学家政学部助教授　
1995年 福岡女子大学人間環境学部助教授　
2011年 福岡女子大学国際文理学部 准教授

取得学位

理学博士

研究テーマ

非線形平衡系の統計物理

研究概要

地球の大気運動のような自然界で起こっている現象は、系を特徴付けるパラメタの変化に対して、非線形な応答をし、非常に多様な運動状態が現れるのが普通である。この多様性は、パラメタ変化に対してだけでなく、観測するスケールの違いによっても見ることができる。 つまり運動状態がスケールで階層化する。「マクロな」力学的エネルギーは、摩擦により分子レベルの熱運動として散逸していく。これは、大きなスケールから、小さなスケールにエネルギーが「流れて」いると言い換えることができる。大気の運動のような巨大な運動の場合、分子摩擦によるエネルギー散逸に至るまでの間に、中間的なスケールの運動を経由して、大きなスケールから小さなスケールへエネルギーが流れていることが知られていて、乱流運動がこれに寄与していることから、乱流摩擦と呼ばれている。乱流は、決定論的な法則から生じるランダムな振る舞いである。このようなカオス的な運動が引き起こす、摩擦によるエネルギーのスケール間の「輸送現象」を、射影演算子を使った森の方法を拡張することによって定式化し、自己相関関数や他の統計量を使って摩擦係数などの「輸送係数」を小数自由度系のシステムで導き出し、シミュレーションを行って確認する。

主要研究業績等

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関連専門分野

統計物理学

所属学会

日本物理学会

担当講義科目

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キーワード

カオス, 非線形現象, パワースペクトル, 射影演算子

高校等への出前講義テーマ

単純なルールから複雑な構造が現れる(カオス理論の説明)