DATE2026.06.22 #Press Releases

非線形振動を支える熱力学的コストの内訳を解明

ー非線形Langevin系における熱力学的散逸のクープマンモード分解ー

発表概要

東京大学大学院総合文化研究科の關澤太樹大学院生（研究当時）、大泉匡史准教授、同大学大学院理学系研究科の伊藤創祐准教授らによる研究グループは、非線形振動現象を支える熱力学的コストのうち、振動の維持に関わる成分を、振動成分ごとの寄与に分解して調べる新しい理論的枠組みを構築しました。

非線形振動は、生命システムをはじめ、物理・化学・工学系にも広く現れます。こうした振動はノイズの影響を受けながら維持されており、その背後にはエントロピー生成率で測られる熱力学的コストがあります。本研究では、クープマンモード分解を用いて、エントロピー生成率のうち分布の維持に関わる成分（維持エントロピー生成率）を、複数の振動成分からの寄与として分解し、それぞれがどの程度寄与するかを定量化しました。

本成果は、多様な非線形振動現象を非平衡熱力学の観点から理解するための基盤になると期待されます。本成果は、6月18日付で米国科学アカデミー紀要「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）」に掲載されました。

熱力学的散逸の振動モード分解

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東京大学大学院総合文化研究科　

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