開放フロケ系における新奇非平衡相の探索とその機構の解明
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21J11245
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鎮西 弘毅 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | フロケ系 / 自発的対称性の破れ / 相転移 / 臨界現象 / 非平衡 / 量子 |
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| Outline of Research at the Start |
レーザーなどの周期駆動によって物質の性質を制御するというフロケエンジニアリングは、望みの物性を実現するだけでなく、平衡系には存在しない新奇非平衡相を実現する方法として注目されている。
本研究では、周期駆動だけでなく散逸も同時に存在する「開放フロケ系」を考察する。特に、その系のトポロジーや対称性に着目することにより、周期駆動と散逸の協力によって新たに生じる相転移現象を探索し、そのメカニズムを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体における散逸時間結晶（離散的な時間並進対称性の破れ）を理論的に提案・解析した。具体的な模型として、パイパルスによって周期的に駆動された量子イジング模型を扱い、固体中での自然な散逸を取り入れるためブロッホ＝レッドフィールド方程式を考察した。この方程式を時間に依存する平均場近似を用いて解析することにより、熱浴の温度とパルス間隔に対する二次元面上での相図を得た。非自明なことに、温度を下げていく時は一回、パルス間隔を短くしていく時は二回の相転移が生じる。さらに、この相転移現象における臨界性と離散時間結晶の安定性について平均場近似のレベルで明らかにした。本研究成果によって物質科学における時間結晶の可能性がさらに広がることが期待される。
また、フロケ=リンドブラッド系における高周波展開の一般理論に関する研究を行なった。リンドブラッド形式は量子開放系を記述する理論の一つであり、近年では量子多体系に対するリンドブラッド方程式が盛んに研究されている。本研究では、周期的に駆動されたリンドブラッド系における非平衡定常状態を高周波展開を用いることによって一般的に解析した。その結果、非平衡定常状態を得る一般的な公式を導出し、非平衡定常状態が平衡状態の自然な拡張の一つであるフロケ=ギブス状態となる条件を発見した。また、その一般論を散逸がある場合の逆ファラデー効果の解析に応用した。逆ファラデー効果とは、磁性体に円偏光を照射することによって磁性が変化する現象である。研究の結果、対称性によって逆ファラデー効果が禁止されている系でも散逸によってそれが誘起され得ることを示し、一般論による結果と定量的に一致することを確かめた。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
