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異方的フェルミ超流動体における量子渦の理論的研究

Research Project

Project/Area Number 10J02499
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 物性Ⅱ(磁性・金属・低温)(理論)
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

堤 康雅  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords超流動ヘリウム3 / トポロジカル超流動/超伝導 / マヨラナフェルミオン / エッジカレント / 固有角運動量 / 重い電子系超伝導
Research Abstract

前年度に引き続き異方的なp波フェルミ超流動体である超流動ヘリウム3に注目し、表面に束縛されたマヨラナフェルミオンが運ぶエッジカレントを理論的に研究した。マヨラナフェルミオンは、粒子と反粒子が同一であるフェルミオンとして理論的に提唱されたが、実験では見つかっていない。マヨラナフェルミオンの性質を探る舞台として、トポロジカル超流動体でありギャップ構造のはっきりしている超流動ヘリウム3は適している。超流動ヘリウム3には、A相とB相の異なる超流動相が存在しており、A相表面ではマスカレントが、B相表面ではスピンカレントがマヨラナフェルミオンにより運ばれている。本研究では、エッジカレントとマヨラナフェルミオンの関係を微視的理論に基づいて考察することで、エッジカレントの温度変化を測定することがマヨラナフェルミオンの観測につながることを明らかにした。また、A相表面で流れるマスカレントは、超流動ヘリウム3に残された長年の謎である固有角運動量の問題と密接な関係があると考えられ、本研究で行ったマスカレントの定量的評価は、固有角運動量の問題に答える手がかりとなる。
さらに、超流動ヘリウム3の研究で得られた知見を活かして、異方的フェルミ超流動体である重い電子系超伝導体、UPt3,CeCoIn5,CeIrIn5について量子渦の侵入した混合状態についての研究も行った。特にUPt3については、熱伝導率の測定結果と準粒子状態密度の計算結果を比較することでギャップ構造を決定することができた。これにより、UPt3がトポロジカル超伝導体の一つであることが明らかになったのは大きな成果である。
本研究の成果は査読付論文として学術雑誌に2編が掲載され、2編の掲載が決定している。また、2編の論文を査読付学術雑誌へ投稿中である。今年度は本研究計画の最終年度であるため研究成果の発表に力を入れ、国際会議での発表を3件行ったことで、広く成果を公表することができた。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (11 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Superconducting gap structure of CeIrIn5 from field-angle-resolved measurements of its specific heat2012

    • Author(s)
      橘高俊一郎
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 85 Issue: 6

    • DOI

      10.1103/physrevb.85.060505

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Twofold spontaneous symmetry breaking in a heavy fermion superconductor UPt32012

    • Author(s)
      町田洋
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: (掲載決定済)

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Edge mass current and roles of Majorana Fermions in superfluid 3He A-phase2012

    • Author(s)
      堤康雅
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: (掲載決定済)

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Field Evolution of the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov State in a Superconductor with Strong Pauli Effects2011

    • Author(s)
      鈴木健太
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 80 Issue: 12 Pages: 123706-123706

    • DOI

      10.1143/jpsj.80.123706

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Najorana Edge Nodes of Superfluid 3He A- and B-Phases2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Journal Title

      Journal of Los Temperature Physics

      Volume: 162 Pages: 196-196

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Majorana surface states of superfluid 3He A and B phases in a slab2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 83 Pages: 94510-94510

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Majorana Edge Modes of Superfluid 3He A-Phase in a Slab2010

    • Author(s)
      堤康雅
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 79 Pages: 113601-113601

    • NAID

      40017366091

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超流動ヘリウム3のエッジ状態とエッジカレント2012

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Angular momentum by edge mass current in superfluid 3He A-phase2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第2回領域研究会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2011-12-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Angular Momentum by edge mass current in superfluid 3He A-phase2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      International Workshop for Young Researchers on Topological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries
    • Place of Presentation
      Laforet Biwako(滋賀県)
    • Year and Date
      2011-11-02
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 回転磁場下のUPt3におけるゼロエネルギー状態密度2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Field-Angle Resolved Zero Energy Density of States for UPt32011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • Place of Presentation
      West Road Concert Hall (UK)
    • Year and Date
      2011-09-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] On Intrinsic Angular Momentum due to Edge Mass Current for Superfluid 3He A-Phase2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      The 26th International Conference on Low Temperature Physics
    • Place of Presentation
      Beijing International Convention Center (China)
    • Year and Date
      2011-08-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超流動3He-A相のエッジ流による角運動量2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第5回集中連携研究会
    • Place of Presentation
      大阪市大文化交流センター(招待講演)
    • Year and Date
      2011-07-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超流動ヘリウム3におけるマヨラナ準粒子2011

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      理研シンポジウム「量子撫縮系の非線形・非平衡現象」
    • Place of Presentation
      理研(和光)基幹研究所
    • Year and Date
      2011-01-05
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Edge current related with Najorana Fermions for the superfluid 3He2010

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2010-12-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 超流動3He-A相,B相の表面における準粒子状態2010

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Idajorana edge modes of superfluid 3He A- and B-phases2010

    • Author(s)
      堤康雅
    • Organizer
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • Place of Presentation
      Grenoble
    • Year and Date
      2010-08-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] Superconductivity-Theory and Applications2011

    • Author(s)
      市岡、優典
    • Publisher
      InTech
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mp.okayama-u.ac.jp/~tsutsumi/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mp.okayama-u.ac.jp/~tsutsumi/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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