非平衡開放多体系における非ユニタリー量子臨界現象に関する理論的研究
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21J11280
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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 |
松本 徳文 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 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 非ユニタリー量子臨界現象 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、実験技術の発達により量子臨界系が実現されるようになったが、そのような系は常に散逸を伴い、実現する臨界現象は不可避的に非ユニタリー性を伴う。非ユニタリーな理論では物理的直感に反する様々な異常なスケーリング則が導かれているが、その微視的な物理的起源は解明されていない。本研究では非ユニタリー性が誘起する異常な量子臨界現象について、最も単純な例を開放系において実現する方法を考案し、異常なスケーリング則の物理的起源を解明するとともに、量子計算などの応用技術へと発展させる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、非ユニタリー臨界現象が持つ普遍的性質を繰り込み群の観点から系統的に理解することを計画していた。具体的には、非ユニタリー臨界現象の普遍的性質について、多体系の長距離の振る舞いを系統的に抽出する繰り込み群や、それに伴うモデルパラメータのフローの固定点に着目して理解を深め、更に、ユニタリー理論の繰り込み群のフローに基本的な制約を与える定理に反する非ユニタリー系のフローについて、どのような条件下でどの制約が破綻するかを明らかにすることを計画していた。
本年度の成果としては、従来の場の理論のレベルを超えて、実験的に実現可能な物理系において上記のような普遍的な性質を解析した。具体的には、量子情報分野においても重要な共振器量子電気力学系において自発放射の寄与を考慮することにより、Yang-Lee端特異性やその繰り込み群が自然な形で実現することを発見した。特に、電磁場自由度がsuperohmicな場合には、元々存在していなかった非自明な臨界性が自発放射の寄与によって創発することが場の理論から予言されることも見いだした。 また、自発放射の寄与をモデル化して磁場と結合定数を複素数に拡張した下で繰り込み群のフローを調べた。その結果、上記のsuperohmic領域にある電磁場自由度に対しては、非ユニタリー臨界現象の典型例であるYang-Lee端特異性が生じ、固定点の周囲を周回する閉軌道のフローが生じることを発見した。更に、ohmic極限では周回の方向が逆向きの閉軌道が合流することで非エルミートな朝永-Luttinger液体が創発することを発見した。本研究成果は、非ユニタリーな異常臨界現象の物理的実現について本質的な洞察を与えることが期待される。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
