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冷却原子気体における強相関ボース粒子の理論研究

Research Project

Project/Area Number 15J11136
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

堀之内 裕理  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsEfimov効果 / くりこみ群 / 冷却原子気体 / 強相関ボソン系
Outline of Annual Research Achievements

強相関の3粒子系には、ハミルトニアンの詳細に依らず自己相似な束縛状態構造、すなわち無数のEfimov状態が現れることが知られている。この自己相似性は、繰り込み群においてリミットサイクルと呼ばれる周期構造で特徴づけられるという点で、固定点で特徴づけられる臨界現象の普遍性に比してユニークな現象である。近年の冷却原子気体の実験技術、特に相互作用を強相関領域に操作できるFeshbach共鳴により、このEfimov状態が多様な原子種で観測され、1970年代初頭のEfimovによる予言から40年近く経って新たなリバイバルを起こしている。中でも、粒子数を4粒子へと拡張したときの物理がひとつの基礎的な問題として近年さかんに研究されている。
我々は、4粒子の普遍的な物理と繰り込み群のリミットサイクルがどのように関係しているかという問題に取り組み、4粒子のセクターにおいても繰り込み群が周期的な構造を持つことを示した。なおかつその周期を束縛状態数と結びつけることに初めて成功した。またこの結果を元に、4粒子の束縛状態数と理論空間のトポロジカル不変量とが関係するという新しい解釈を行った。さらに、束縛状態のエネルギーに対しても定量的な予言を与えた。手法としては、普遍的な物理を再現するような簡便な有効場理論を構成し、それに対してリミットサイクルというグローバルなフローを取り扱うことのできる汎関数繰り込み群を適用した。この成果はPhysical Review A誌のRapid Communicationに掲載され、北京における国際会議(1st Beijing-Tokyo workshop on ultracold atomic gases)の招待講演者として講演を行った。
さらに我々は、4粒子の物理を質量インバランスのある系に拡張して同様の解析を行い、束縛状態数、及び束縛エネルギーに対して予言を与えた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Topological origin of universal few-body clusters in Efimov physics2016

    • Author(s)
      Yusuke Horinouchi and Masahito Ueda
    • Journal Title

      Phys. Rev. A

      Volume: 94 Issue: 5 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1103/physreva.94.050702

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Topological origin of universal few-body clusters in Efimov physics2016

    • Author(s)
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • Journal Title

      arXiv.org

      Volume: 1603.05328 Pages: 1-7

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Topological Property of a Limit Cycle and Universal Four-body Bound States in Efimov Physics2016

    • Author(s)
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • Organizer
      Few-Body Physics in Ultracold Atomic Gases
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2016-04-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Topological Property of a Limit Cycle and Universal Four-body Bound States in Efimov Physics2016

    • Author(s)
      Yusuke Horinouchi
    • Organizer
      The 1st Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2016-04-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] くりこみ群のリミットサイクルとEfimov状態2016

    • Author(s)
      堀之内裕理, 上田正仁
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Topological property of a limit cycle and universal four-body bound states in Efimov physics2016

    • Author(s)
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • Organizer
      Cooperation in Physics Workshop: LMU-UT
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2016-02-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] くりこみ群のリミットサイクルとEfimov状態の物理2015

    • Author(s)
      堀之内裕理, 上田正仁
    • Organizer
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-12-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Relation between a renormalization-group limit cycle and the universal three-body parameter in Efimov physics2015

    • Author(s)
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • Organizer
      12th US-Japan seminar: Many body quantum systems from quantum gases to metrology and information processing
    • Place of Presentation
      Monona Terrace Convention Center, Madison, WI, US
    • Year and Date
      2015-09-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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