お久し振りです、計算機班です。
私達計算機班は班員一人ひとりがそれぞれ自分のプログラムを作っています。
今回は現在制作中のプログラムの一部を紹介したいと思います。（五十音順）


【イジング模型】（古川）
皆さんご存知のように磁石に鉄を近づけると引き寄せられます。それではこの磁石を炎で加熱し続けるとどうなるでしょうか。実はある温度を越えたところで急に磁力がなくなってしまいます。この温度をキュリー点といいます。このような磁石の振る舞いをミクロな視点から見るために考え出されたのがイジング模型です。
物質を構成する原子はひとつひとつ小さな磁石の性質を持っています。この小さな磁石は上か下かのどちらかを向いており、プログラムは100×100個の原子が並んで上または下を指している状態を白黒で表現しています。磁石はある温度を持っていますので、熱による揺らぎから小さな磁石は常にパタパタとひっくり返っています。これだけではただの磁石の集まりであまりおもしろくありません。そこで、この小さな磁石に隣の磁石と同じ方向を向こうとする性質を持たせてみます。これがイジング模型です。これで一体なにが起こるのでしょうか。
温度がゼロで熱による揺らぎがまったくない状態では、すべての磁石が同じ方向を向き全体として磁石の性質を示します。しかし、温度が高くなっていくとだんだんひっくり返る磁石が多くなっていきます。それでもまだ同じ向きに並んだ磁石の方が多く、全体として磁石になっています。ところが、ある温度を越えると熱によるひっくり返しの効果が同じ向きに並ぼうとする効果を上回ります。すると小さな磁石たちは混乱を極め、お互いに打ち消しあって全体としては磁石でなくなってしまうのです。
私はこれを再現したプログラムを作りました。五月祭当日では右のスライダーで温度を変えて、小さな磁石の向きがどのように変わっていくかを確かめてみてください。


【宇宙シミュレーション】（森脇・周）
宇宙理論の研究現場においては、実際の観測結果とシミュレーションの結果を照らし合わせることにより理論の検証が行われることもあります。
今回の五月祭の展示では、ビッグバン当初ほぼ一様に質量が分布していた状態から星や銀河が形成された過程をシミュレーションにより見てみようと思います。このシミュレーションでは、たくさんの粒子によって密度分布を表し、それらの相互作用として重力と圧力を考えます。
図は粒子1000個でシミュレーションを行ったものです。密度が大きすぎると全粒子が中心に固まってしまいますが(図左上)、適当な大きさの時には所々に粒子の集まる場所ができる可能性があり、これが初期の星になると考えることができます。
※t=0.png（図右上）、t=50.png（図左下）、t=100.png（図右下）は粒子の位置の時間変化。t=100.png などは分布に構造の片鱗が見えている？まだ試作段階。


【交通流シミュレーション】（羽柴）
渋滞はなぜできるのか？渋滞はいつできるのか？そもそも、渋滞とは何なのか？
車の流れに対しては、いわゆる普通の物理で使う方程式はほとんど使い物になりません。たとえば、後ろの車は前の車が遅いと自分も減速しなければなりませんが、前の車は後ろの車が迫ってきたからといって加速する義務はありません。つまり、前の車と後ろの車は対等ではないのです。こういう、「対等じゃない（非対称）」というのが物理学や数学はとても苦手です。そこで数値解析（シミュレーション）の出番となるわけです。
このシミュレーションでは現実に起こっていることをコンピュータ上に再現する為に、必要最小限のルールだけを抜き出す「モデル化」が肝になります。今回はあまり表に出てこないこのモデル化の過程についても展示しようと思っています。モデルが進化するにつれてコンピュータの中に次第に鮮明な車の流れが浮かび上がるのをご覧下さい。（画像はきわめて簡単な「トイモデル（おもちゃのモデル）」と呼ばれる類のモデルです。）

ここに挙げたもの以外についても今後紹介予定です。
お楽しみに！