□ 연구개요 본 후속연구 과제는 2017년 6월 1일부터 2020년 5월 31일까지 총 36개월의 기간에 걸쳐 비평형 복잡계의 (1) 상전이 현상들과 임계행동들에 대해 통계물리학적 기본모형들을 제안, (2) 상 도표들을 제시하고 다양한 상의 특성들에 따라서 분류 탐색, (3) 연속 및 불연속 상전이와 임계현상의 보편성을 체계적으로 분석하고 분류하는 방법을 구축. 특히, 비평형 동역학적 상전이 현상과 임계행동의 보편성 분류와 한계를 비교 논의한 결과를 함께 제시. 또한 연구결과의 신뢰도를 높이기 위해 전산모사 시늉내기와 평균장이
□ 연구개요 본 후속연구 과제는 2017년 6월 1일부터 2020년 5월 31일까지 총 36개월의 기간에 걸쳐 비평형 복잡계의 (1) 상전이 현상들과 임계행동들에 대해 통계물리학적 기본모형들을 제안, (2) 상 도표들을 제시하고 다양한 상의 특성들에 따라서 분류 탐색, (3) 연속 및 불연속 상전이와 임계현상의 보편성을 체계적으로 분석하고 분류하는 방법을 구축. 특히, 비평형 동역학적 상전이 현상과 임계행동의 보편성 분류와 한계를 비교 논의한 결과를 함께 제시. 또한 연구결과의 신뢰도를 높이기 위해 전산모사 시늉내기와 평균장이론 및 주 방정식과 생성함수 계산 분석방법을 병행 도입, 수치적인 결과들과 실제 데이터 분석에서 동역학적 성질까지 아우르는 확장된 유한 크기 축척이론 적용, 도출해 낸 유의미한 결과의 구체적인 활용 방안과 타 연구 분야들과의 연관성 탐색.
□ 연구 목표대비 연구결과 ▷ 1-2차 년도(2017. 06. 01. ~ 2018. 05. 31.): 국내/국제학회 발표 9(6/3)건, 국제교류 1건, 논문 2편 - SCOPUS/학진등재지 1편; SCI/SCIE(해당 분야 상위 13% 이내) 1편 ▷ 2-3차 년도(2018. 06. 01. ~ 2019. 05. 31.): 국내/국제학회 발표 8(2/6)건, 국제교류 6건, (간접)학위배출인력 1명(박사), 논문 2편 - SCI/SCIE(해당 분야 상위 13% 이내) 2편 ▷ 3-4차 년도(2019. 06. 01. ~ 2020. 05. 31.): 국내/국제학회 발표 2(1/1)건, 국제교류 7건, (소규모 워크숍)학회개최 2건, 논문 5편 - SCOPUS/학진등재지 2편; SCI/SCIE(해당 분야 상위 11%, 13% 이내 포함) 3편 1-2차 년도는 기존 연구보조원들과 선행 연구과제에서 제안했던 기본모형 연계한 후속연구 주제들을 집중적으로 진행해 마무리함으로써 당초 계획한 연구 목표를 달성, 도출된 연구 결과를 국내외 학술활동을 통해 발표, 국제교류를 통한 연구 자문, 정보 교환, 공동 연구 가능성 타진, 후학 연구인력 양성(간접) 기여, 논문 게재함. 3-4차 년도는 본 연구책임자의 연구년(2019.07.23. ~ 2020.07.22. - 12개월, 미국 워싱턴대학교 물리학과)으로 해외 파견 근무, 새 연구보조원과 양자/확률 열역학 연구 진행, 유한시간의 양자열기관 성능과 마찰력의 역할, 열역학적 불확정성 관계식의 적용 범위와 제한 조건 등을 연구, 국내외 학술활동, 국제교류, 소규모 워크숍 개최, 전문가 연구 자문 등을 통해 생물물리학과 전력망 연구까지 연구주제의 폭을 넓히는 공동연구모임 구성, COVID-19 관련 전염병 전파모형, 반응 흐름계의 동역학과 유사 상전이 연구를 진행해 당초 계획한 연구 목표를 초과 달성함.
□ 연구개발결과의 중요성 ▶ 1차원 병목 현상 연구 결과는 복잡계의 확산 및 수송 문제에 유용한 정보로 활용 가능, 특히 오랜 기간 논란되었던 1차원 faceting (queuing) 상전이 존재 유무를 다루는 수리과학적인 근본 문제, slow-bond 문제와 직접 관련된 무질서/결함 정도에 따라 계의 상전이와 임계행동들의 변화를 분석하는 연구의 비교 대상의 기초를 제공함. ▶ 시간에 따른 네트워크 모형 분석 연구 결과는 시계열 데이터를 활용한 복잡계 연구들에 유용, 자연계의 동역학적 현상들을 이해, 분석할 기초 연구 방법으로 활용 가능함. ▶ 기존 흡수상전이와 다른 상 도표를 가진 전염병 전파 과정의 연구 결과는 isotropic, directed, site, bond 여과(스미기, percolation) 상전이, 구성원의 관성 유무에 따른 동기화 상전이 등과 비교함. 특히, 집단 거동 전파의 불연속과 연속 상전이, tricriticality를 보이는 비평형 복잡계의 거점 중심 역할을 이해, 관련 연구의 기초를 제공, COVID-19 사태를 이해할 수 있는 기본 연구가 됨. ▶ 양자 Otto 열기관의 성능 연구는 비평형 열역학의 한 분야로 다양하게 연구되고 있기 때문에 고전 열기관의 성능 차이의 원인, 특히 확률 열역학과 양자 열역학의 핵심 주제 중 하나인 열역학적 불확정 관계식으로 연계해 확장 가능하므로 해당 연구 분야의 기초를 제공함.
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