非断熱遷移がもたらす新しい動的量子磁性現象の研究

• Project/Area Number: 13740236
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 物性一般(含基礎論)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 齊藤 圭司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90312983)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 量子スピン系 / 非断熱遷移 / 量子磁性体

Research Abstract

Mn12やFe8など分子磁性体における非断熱遷移過程における散逸の影響を理解するために最初に2準位系を考え横方向の静磁場と強く揺らぐ縦方向のノイズを考え、強いノイズの極限での漸近的に厳密な非断熱遷移公式を出した。またLandau-Zener遷移公式を使ってエネルギーギャップを見積もると、エネルギーギャップが正確な値とずれることがFe8に対する実験で報告されていることを受けて、それがゆっくりしたノイズの効果であるとしたときの、ずれを評価した。それを用いると実験で報告されているエネルギーギャップの同位体置換の効果を定性的には説明できる。
また磁性体での動的な現象として最近実験が頻繁になされている熱伝導現象を考察した。CuGeO3でのスピンパイエルス系での熱伝導現象がパイエルス転移をしても弾道的に熱が流れてしまうことを数値計算や解析計算から示した。またそのDrude重みの低温での温度依存性も評価した。
複雑なHamiltonianでかかれる量子スピン系の抽象的なモデルとしてランダム行列を考えそれに対する振動外場の応答を見ることで、熱伝導現象など熱的拡散過程がどのように起こるかを考察し、Landau-Zener遷移公式を使うことで拡散過程の定量的な評価ができる振動領域が存在することを示し振動数依存性を議論した。

Research Products

• [Publications] Keiji Saito: "Transport Anomaly in the low energy regime of spin chains"Phys. Rev. B. 67. 064410 (2003)
• [Publications] Keiji Saito: "Strong Evidence of Normal Heat Conduction in a one-dimensional Quantum System"Europys Letter. 61. 34 (2003)
• [Publications] Manabu Machida, Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Frequency Dependence of Quantum Localization in a Periodically Driven System"Journal of Phys. Soc. Jpn.. 71. 2427 (2002)
• [Publications] Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Enhancement of the Thermal Conductivity in gapped Quantum Spin Chains"Journal of Phys. Soc. Jpn.. 71. 2485 (2002)
• [Publications] Keiji Saito, Yosuke Kayanuma: "Nonadiabatic Transition Probabilities in the Presence of Strong Dissipation at Avoided Level Crossing Point"Phys. Rev. A. 65. 033407 (2002)
• [Publications] Masamichi Nishino, Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Noise effect on the nonadiabatic transition and correction to the tunneling energy gap estimated by the Landau-Zener formula"Phys. Rev. B. 65. 014403 (2002)
• [Publications] Keiji Saito, Yosuke Kayanama: "Nonadiabatic Transition Probabilities in the presence of Strong Dissipation at an Avoided Level Crossing Point"Physical Review A. 65. 033407-033417 (2002)
• [Publications] Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Magnetic Foehn effect in Adiabatic Transition"Journal of Physical Society of Japan. 70. 3385-3390 (2001)
• [Publications] Seiji Miyashita, keiji Saito: "Nonexponetial relaxation of Magnetization at the resonant trnneling point under a fluctuating random noise"Journal of Physical Society of Japan. 70. 3238-3246 (2001)
• [Publications] Nishino Masamichi, Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Noise effect on the nonadiabatic transition and correction to the tunneling energy gap by the Landau-Zener-Stuckelberg formula"Physical Review B. 65. 014403-014410 (2002)