ディラック電子系における磁場中の量子相転移・臨界現象の理論的研究
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22K03513
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
多田 靖啓 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (20609937)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ディラック電子 / 磁場 / 電子間相互作用 / SPT / 対称性 / 量子相転移 / 臨界現象 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ディラック電子系の磁場中における相転移及び臨界現象を理論的に議論する。特に、これまでの平均場近似に基づく先行研究から歩を進め、より精度の高い計算を行い、この系の普遍的性質を明らかにすることを目指す。そのために、ディラック電子系の基本的モデルにおける絶対零度の性質だけでなく有限温度の振る舞いなどについても、解析を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まずDiracフェルミオン系における反磁性を研究し、その結果を論文として発表した。Diracフェルミオン系の反磁性に対する相互作用の効果についての研究は限られているが、グラフェンに関する研究によると反磁性は相互作用により弱められるという理論的報告がある。一方、我々の用いたモデルでは反磁性は相互作用に対して頑強であり、しかもそれはあるクラスのDiracフェルミオン系では普遍的に成り立つということを指摘した。
次に、Dirac系と直接は関係ないが興味深い研究対象として、gapless SPTと呼ばれる状態について共同研究者とともに解析を行った。もともとSPT=対称性に守られたトポロジカル相は基底状態と励起状態の間にエネルギーギャップのある（gappedな）系に対してのみ議論されてきたが、近年、これをgaplessな系に拡張しようという研究が進展している。本研究では、比較的に実験的実現可能性が高いと期待される単純なスピン系モデルを考え、そこにおけるgapless SPT状態の出現を数値計算及び解析計算を用いて示した。特に、このgapless SPTは空間反転対称性によって守られた相であることを指摘した。
また本年度は、磁場中Diracフェルミオンの研究から派生した研究対象である、磁場中空間対称性についても議論を展開した。
加えて、スピン系の研究からの繋がりとして、スピンネマティックについても研究を始めている。少しずつ研究結果が出てきているが、今後より詳細な解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究対象である磁場中Diracフェルミオン系から派生した、磁場中対称性については一定以上の進展がある。その分Diracフェルミオン系についての解析が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁場中Diracフェルミオン系について、新たな計算を開始する予定である。これまで蓄積した知見・研究経験を活用し、この系の特徴を踏まえて理論解析を行うことで、研究を加速させたいと考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
