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非平衡電子多体系のゆらぎと応答の理論

Research Project

Project/Area Number 12J01112
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 数理物理・物性基礎(理論)
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

弓削 達郎  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords非平衡定常状態 / 結合共振器QED列 / 非平衡プラトー / 非平衡熱力学 / 量子マスター方程式 / エントロピー生成 / ベリー位相 / 応答関数 / プラトー / 光学伝導度 / 総和則 / 有効ハミルトニアン / 断熱ポンプ / クラウジウス関係式
Outline of Annual Research Achievements

結合共振器QED列において、共振器損失と外部からの励起の効果を取り入れた量子マスター方程式による解析を行った。平均場近似を用いた解析の結果、凝縮相において非平衡効果が誘起する新奇なプラトー現象を発見した。また、平均場近似を用いない有限系での解析も行い、平均場近似での結果に対応する非平衡プラトー現象が起こることを示した。
また、非平衡熱力学の一般論をマクロな現象論(非平衡定常状態の線形応答関係式)を用いて解析し、過剰エントロピー生成の幾何学的表現を導出した。そしてこれをミクロな理論とつなげて既存の結果との整合性を示した。
さらに、量子マスター方程式の非平衡定常状態を求める新たな方法を提案した。量子マスター方程式が環境系との弱結合のもと有効であることを利用し、結合強度についての摂動論を用いて定式化した。その際、無摂動部分として永年近似を施したマスター方程式を用いることで従来の方法よりも効率よく定常状態を求めることが可能となった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] A perturbative method for nonequilibrium steady state of open quantum systems2015

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Ayumu Sugita
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 84 Issue: 1 Pages: 014001-014001

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.014001

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cavity-Loss Induced Plateau in Coupled Cavity QED Array2014

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Kenji Kamide, Makoto Yamaguchi, and Tetsuo Ogawa
    • Journal Title

      Journal of Physical Society of Japan

      Volume: 83 Issue: 12 Pages: 123001-123001

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.123001

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An expression of excess work during transition between nonequilibrium steady states2014

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge
    • Journal Title

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      Volume: 47 Issue: 50 Pages: 505002-505002

    • DOI

      10.1088/1751-8113/47/50/505002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optically induced nuclear spin polarization in a single GaAs/AlGaAs quantum well probed by a resistance detection method in the fractional quantum Hall regime2013

    • Author(s)
      K. Akiba, T. Yuge, S. Kanasugi, K. Nagase, Y. Hirayama
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 87 Issue: 23 Pages: 235309-235309

    • DOI

      10.1103/physrevb.87.235309

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometrical excess entropy production in nonequilibrium quantum systems2013

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Takahiro Sagawa, Ayumu Sugita, Hisao Hayakawa
    • Journal Title

      Journal of Statistical Physics

      Volume: 153 Issue: 3 Pages: 412-441

    • DOI

      10.1007/s10955-013-0829-2

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonequilibrium Molecular Dynamics Simulation of Interacting Many Electrons Scattered by Lattice Vibrations2012

    • Author(s)
      Fan Lee, Tatsuro Yuge, Akira Shimizu
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 81 Issue: 6 Pages: 64710-64710

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.064710

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Geometrical pumping in quantum transport: Quantum master equation approach2012

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Takahiro Sagawa, Ayumu Sugita, Hisao Hayakawa
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW B

      Volume: 86 Issue: 23 Pages: 235308-235308

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.235308

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 量子マスター方程式における非平衡定常状態の摂動的求め方2015

    • Author(s)
      弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 結合共振器QED列における非平衡定常状態の安定性解析2014

    • Author(s)
      弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] State freezing in nonequilibrium coupled cavity QED array2014

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge
    • Organizer
      The 7th International Conference on Spontaneous Coherence in Excitonic Systems
    • Place of Presentation
      ザ・プリンス箱根芦ノ湖(神奈川県足柄下郡箱根町)
    • Year and Date
      2014-04-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 結合QED共振器列における共振器ロスによるフォトン場の振動数のプラトー化2013

    • Author(s)
      弓削達郎、上出健二、山口真、小川哲生
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Rotating wave approxiamtion in quantum master equation for full counting statistics2013

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Takahiro Sagawa, Ayumu Sugita, Hisao Hayakawa
    • Organizer
      Mathematical Statistical Physics
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2013-08-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonequilibrium phases of photons in coupled cavity QED array2013

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge, Kenji Kamide, Makoto, Yamaguchi, Yusuke Kondo, Tetsuo Ogawa
    • Organizer
      CLEO-PR 2013
    • Place of Presentation
      京都国際会館
    • Year and Date
      2013-07-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 光場中の多バンド有効ハミルトニアンの導出2013

    • Author(s)
      弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermodynamic relation in nonequilibrium steady state2013

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge
    • Organizer
      The 5th GCOE International Symposium on "Weaving Science Web beyond Particle-Matter Hierarchy"
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-03-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 光場中の多バンド有効ハミルトニアンと総和則2012

    • Author(s)
      弓削達郎
    • Organizer
      第7回DYCEシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学浅野キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2012-12-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 断熱ポンプの条件2012

    • Author(s)
      弓削達郎
    • Organizer
      日本物理学会2 0 12年秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Optical conductivity sum rules extended to nonequilibrium2012

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge
    • Organizer
      The 10th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, Nanostructure and Molecular Materials
    • Place of Presentation
      de Oosterpoort (オランダ)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Optical conductivity sum rule for multi-band system2012

    • Author(s)
      Tatsuro Yuge
    • Organizer
      2012 DYCE International Workshop
    • Place of Presentation
      屈斜路プリンスホテル(北海道)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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