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Seminars

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Weak ergodicity breaking: from single molecules in the live cell to blinking quantum dots

Speaker: Prof. Eli Barkai (Bar Ilan University)
Date : Aug. 6 (Thu), 15:00-16:30
Place : Room 239, Main Bldg.

In nature the time trace of a signal might be random however its long time average converges to the corresponding ensemble average (ergodicity). We discuss weak ergodicity breaking a framework introduced by Bouchaud, which describes statistical properties of dynamical systems with power law distributed sojourn times. Examples of blinking quantum dots and diffusion of mRNA in the cell are discussed. The basic question is what is the statistical mechanical framework replacing ordinary statistical mechanics, and the consequence in single particle dynamics.

References:
[1] F. D. Stefani, J. P. Hoogenboom, and E. Barkai, Beyond Quantum Jumps: Blinking Nano-scale Light Emitters, Physics Today, 62, nu. 2, p.34 (February 2009)
[2] E. Barkai, Y. Garini and R. Metzler, Strange Kinetics of Single Molecules in the Cell, Physics Today, 65(8), 29 (2012).

超伝導渦糸系で見られる新規非平衡現象と相転移

Speaker: 大熊 哲 氏 (東工大)
Date : 6月4日(木)15:30-17:00
Place : 本館2階239号室

 第2種超伝導体に垂直磁場を印加すると, 量子化された磁束が渦糸として試料に侵入する。渦糸系は互いに斥力作用を及ぼし合う多粒子系とみなすことができ, 液体, グラス, あるいは格子といった物質に大きく依存しない多彩な相や運動で誘起される相転移-動的相転移-を発現する。近年我々が進めている渦糸系のダイナミクスの研究は, 超伝導分野のみならず, 自然界に広く見られる固体のプラスチックフロー[1], あるいはランダムポテンシャル中を運動する多粒子系の非平衡現象, 新しい動的相転移の探求といった, より普遍的な物理現象の解明にもつながる。セミナーではまず, 超伝導渦糸系の基本的事項の説明からはじめ, 駆動した渦糸系で最近見出した新奇非平衡現象, 動的相転移[2]を紹介する。さらに, 他の物理系で報告されている類似の現象[3]や理論[4]との関連についても触れる。

[1] G.W. Crabtree, Nat. Mater. 2, 435 (2003): S. Okuma, Y. Yamazaki, N. Kokubo, PRB 80, 220501(R) (2009): Y. Kawamura et al., SUST 28, 045002 (2015).
[2] S. Okuma et al., PRB 83, 012503 (2011): New J. Phys. 14, 123021 (2012): PRB 85, 064508 (2012): JPSJ 81, 114718 (2012).
[3] D.J. Pine et al., Nature 438, 997 (2005): K.A. Takeuchi et al., PRL 99, 234503 (2007): PRE 80, 051116 (2009). 
[4] H. Hinrichsen, Adv. Phys. 49, 815 (2000): C. Reichhardt et al., PRL 103, 168301 (2009): PRL 100, 187002 (2008): H. Barghathi, T. Vojta, PRL 109, 170603 (2012).

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