Formulation of multipoles and exploration of multipole phenomena
| Project/Area Number |
21K13880
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大同 暁人 京都大学, 理学研究科, 助教 (80884626)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 超伝導 / 量子幾何 / 有限重心運動量超伝導 / 非相反応答 / 多極子 / トポロジカル物質 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，多極子をキーワードにした物性の理解が盛んに試みられ，一定の成功を収めた．一方で，量子力学と矛盾しない多極子の定式化・評価は未だ発展途上である．本研究では，多極子の中でも特に対称性の破れに伴って現れるものについて理解を深める．また，関連してブロッホ電子の多極子的性質がクーパー対に転写されることで生じる超伝導現象の探索に取り組む．これらの研究を通して，多極子物性のより豊かな理解に到達することを目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は量子力学的な多極子の定式化や評価，および量子力学的多極子に関連した物理現象の探索を目的としている．二年度目である本年度は，一年目に引き続きブロッホ電子の多極子的性質（量子幾何）がクーパー対に転写されることで生じる超伝導現象の探索に取り組んだ．
本年度は量子幾何が有限重心運動量超伝導(Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov状態, FFLO状態)の相図に与える影響を共同研究により解明した．有限重心運動量超伝導は超伝導状態を構成するクーパー対が通常とは異なり有限の重心運動量を持っている状態を指す．昨年度の研究で超流動密度および二次元超伝導転移へ量子幾何が与える影響について調べたが，超流動密度は超導体のクーパー対の性質に深く関係した量であり，有限重心運動量超伝導にも大きな影響を与えることが自然と予想される．このような観点で研究を行い，実際に有限重心運動量超伝導相図に量子幾何が影響を及ぼすことを明らかにした．特に，超流動密度への負の補正を生じるケースがあることを指摘し，それにより量子幾何誘起の有限重心運動量状態の可能性を提案した．この成果は量子幾何的性質が超伝導体の相図に直接影響を与える興味深い例になっている．また，その他，有限重心運動量超伝導体の電流応答に関連した研究も行った．有限重心運動量超伝導体の実験的同定は一般に難しく，上記の研究を実験的に検証するためにもまず候補物質を同定する必要がある．そこで臨界電流や揺らぎ伝導度の非相反性についての計算を行い，これらが有限重心運動量超伝導体の良いプローブであることを示した．これらの研究は相補的に超伝導体に量子幾何が与える影響を解明することにつながる成果である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超伝導体への量子幾何の影響を解明する成果を複数得ることができた．出版済みの上記の成果に加えて，超伝導を引き起こす引力への量子幾何の影響の解明にも着手し，論文を投稿した．今後もさらなる発展と関連するテーマへの展開が期待される．
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| Strategy for Future Research Activity |
超伝導状態の幾何的性質についての研究を引き続き主として行う．超伝導転移の多体問題としての側面に量子幾何が与える影響や，熱力学的応答，輸送応答（相関関数）への影響に注目した研究を行う．また，適宜正常相の非線形応答への影響の研究も行う．
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
