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素粒子論的手法によるトポロジカル励起の研究

Publicly Offered Research

Project AreaTopological Quantum Phenomena in Condensed Matter with Broken Symmetries
Project/Area Number 23103515
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

新田 宗土  慶應義塾大学, 商学部, 准教授 (60433736)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsトポロジカル・ソリトン / 量子渦 / ドメイン壁 / タキオン凝縮 / 非可換統計 / 人工ゲージ場 / ボース・アインシュタイン凝縮 / ボゴリューボフ・ドジャン方程式 / トポロジカル励起 / マヨラナ・フェルミオン / カラー超伝導 / トポロジカル超伝導
Outline of Annual Research Achievements

3成分のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)において,渦の3分子構造を発見した。2成分のBECにおいて,ドメイン壁と反ドメイン壁の間に渦が橋渡ししていると,対消滅の後にボルトン,3次元スカーミオンが生成されることを示した。2成分のBECにおいて,ドメイン壁と反ドメイン壁の対消滅の後に渦輪が生成されることを示した。さらに、タキオンの有効理論を構成し,壁の対消滅後の時間発展を調べ,非平衡統計力学的性質を調べることで,渦の生成は壁の上のキンクの生成とみなせることを示した。
2成分のBECにおいて人工ゲージ場を導入すると,3次元のスカーミオンが基底状態
として安定に実現されることを示した。(結果はPhysical Review Letter誌の表紙になり、日刊工業新聞でも紹介された。)
スピノールBECにおける渦のコアの構造をトポロジーを用いて分類した。
ボゴリューボフ・ドジャン(BdG)方程式の解として,ギャップに関して,非線形シュレディンガー階層で分類し,フェルミオン解を一般的に構成した。さらに、BdG方程式の自己無頓着な解を無限遠方でギャップが一定になる境界条件の一般解を構成し,複数の複素キンクが任意の距離に存在し,量子化された位相を持っていることを示した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Self-consistent multiple complex-kink solutions in Bogoliubov-de Gennes and chiral Gross-Neveu systems2013

    • Author(s)
      Daisuke A. Takahashi, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett

      Volume: 110 Issue: 13 Pages: 131601-131601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.131601

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tachyon Condensation and Brane Annihilation in Bose-Einstein Condensates: Spontaneous Symmetry Breaking in Restricted Lower-Dimensional Subspace2013

    • Author(s)
      Hiromitsu Takeuchi, et al.
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

      Volume: 171 Issue: 3-4 Pages: 443-454

    • DOI

      10.1007/s10909-012-0816-z

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dirac returns: Non-Abelian statistics of vortices with Dirac fermions2012

    • Author(s)
      Shigehiro Yasui, Kazunori Itakura, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Nucl.Phys.

      Volume: B859 Issue: 2 Pages: 261-268

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2012.02.007

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vortex trimer in three-component Bose-Einstein condensates2012

    • Author(s)
      Minoru Eto, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Phys.Rev

      Volume: A85 Issue: 5 Pages: 53645-53645

    • DOI

      10.1103/physreva.85.053645

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  • [Journal Article] Non-Abelian statistics of vortices with multiple Majorana fermions2012

    • Author(s)
      Yuji Hirono, Shigehiro Yasui, Kazunori Itakura, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 86 Issue: 1 Pages: 14508-14508

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.014508

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  • [Journal Article] Creating vortons and three-dimensional skyrmions from domain wall annihilation with stretched vorticesin Bose-Einstein condensates2012

    • Author(s)
      M. Nitta, K. Kasamatsu, M. Tsubota, and H. Takeuch
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: vol.85 Issue: 5 Pages: 53639-53639

    • DOI

      10.1103/physreva.85.053639

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  • [Journal Article] Topological classification of vortex-core structures of spin-1 Bose-Einstein condensates2012

    • Author(s)
      S. Kobayashi, Y. Kawaguchi, M. Nitta, M. Ueda
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 86 Issue: 2 Pages: 23612-23612

    • DOI

      10.1103/physreva.86.023612

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  • [Journal Article] Stable Skyrmions in SU(2) Gauged Bose-Einstein Condensates2012

    • Author(s)
      Takuto Kawakami, et al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 109 Issue: 1 Pages: 15301-15301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.015301

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  • [Journal Article] Tachyon condensation due to domain-wall annihilation in Bose-Einstein condensates2012

    • Author(s)
      H. Takeuchi, K. Kasamatsu, M. Tsubota, M. Nitta
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: vol.109 Issue: 24 Pages: 245301-245301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.245301

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  • [Journal Article] Fermionic solutions of chiral Gross-Neveu and Bogoliubov-de Gennes systems in nonlinear Schrodinger hierarchy2012

    • Author(s)
      Daisuke A. Takahashi, Shunji Tsuchiya, Ryosuke Yoshii, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Phys.Lett.

      Volume: B718 Issue: 2 Pages: 632-637

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.10.058

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  • [Journal Article] Abe homotopy classification of topological excitations under the topological influence of vortices2012

    • Author(s)
      S. Kobayashi
    • Journal Title

      Nucl. Phys. B

      Volume: 856 Issue: 2 Pages: 577-606

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2011.11.003

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Spin imbalance effect on Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrel state2011

    • Author(s)
      Ryosuke Yoshii, Shunji Tsuchiya, Giacomo Marmorini, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 84 Issue: 2 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.024503

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      2011 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Interaction of half-quantized vortices in two-component Bose-Einstein condensates2011

    • Author(s)
      M.Eto, K.Kasamatsu, M.Nitta, H.Takeuchi, M.Tsubota
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 83 Issue: 6 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1103/physreva.83.063603

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Index theorem and Majorana zero modes along a non-Abelian vortex in a color superconductor2011

    • Author(s)
      T.Fujiwara, T.Fukui, M.Nitta, S.Yasui
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 84 Issue: 7 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.076002

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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 量子乱流中で再結合する渦糸の動画撮影2011

    • Author(s)
      新田宗土(翻訳)
    • Journal Title

      パリティ

      Volume: 26 Pages: 40-43

    • NAID

      40018761706

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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Creating Vortons and Knot Solitons via Domain Wall Pair Annihilation in BEC and Field Theory2012

    • Author(s)
      Muneto Nitta
    • Organizer
      Quantized Flux in Tightly Knotted and Linked Systems
    • Place of Presentation
      Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences, Cambridge, UK
    • Year and Date
      2012-12-03
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    • Invited
  • [Presentation] ボース凝縮体におけるDブレーンソリトンの構造2012

    • Author(s)
      笠松健一,竹内宏光,坪田誠,新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大
    • Year and Date
      2012-09-18
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  • [Presentation] ボース・アインシュタイン凝縮におけるタキオン凝縮;空間的に局在した自発的対称性の破れ2012

    • Author(s)
      竹内宏光,笠松健一,坪田誠,新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大
    • Year and Date
      2012-09-18
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  • [Presentation] タキオン凝縮のトポロジー的側面:ドメイン壁対消滅によるボルトン生成2012

    • Author(s)
      新田宗土,笠松健一,坪田誠,竹内宏光
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大
    • Year and Date
      2012-09-18
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  • [Presentation] マヨラナの物性とトポロジカル計算:素粒子論の観点から2012

    • Author(s)
      新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大
    • Year and Date
      2012-09-18
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    • Invited
  • [Presentation] 量子渦の渦芯における内部自由度の幾何学的決定法およびスピノル・ボース凝縮への応用2012

    • Author(s)
      小林未知数,小林伸吾,新田宗土,川口由紀,上田正仁
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大
    • Year and Date
      2012-09-18
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  • [Presentation] Vortons and 3D skyrmions from domain wall pair annihilations in BECs2012

    • Author(s)
      Muneto Nitta
    • Organizer
      QFS2012: International Conference on Quantum Fluids and Solids
    • Place of Presentation
      Physics Department, Lancaster University, UK
    • Year and Date
      2012-08-15
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  • [Presentation] Solutions of bosonic and fermionic one-dimensional Bogoliubov-de Gennes equations: a unified treatment and generalizations2012

    • Author(s)
      Takahashi, D.A. and Muneto Nitta
    • Organizer
      QFS2012: International Conference on Quantum Fluids and Solids
    • Place of Presentation
      Physics Department, Lancaster University, UK
    • Year and Date
      2012-08-15
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  • [Presentation] カラー超伝導の非可換渦糸中におけるゼロモード2012

    • Author(s)
      藤原高徳, 福井隆裕, 新田宗土, 安井繁宏
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-27
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  • [Presentation] 人工ゲージ場中における,SU(2)対称性を持つBECのスカーミオンの安定性2012

    • Author(s)
      川上拓人, 水島健, 新田宗土, 町田一成
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-25
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  • [Presentation] 3成分BECにおける3分子渦2012

    • Author(s)
      新田宗土, 衛藤稔
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-25
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  • [Presentation] 非可積分1次元spin-1 BEC系におけるダークソリトン:分類と相互作用2012

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      高橋大介, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
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      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-25
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  • [Presentation] スピノルBECにおける量子渦コア状態の分類2012

    • Author(s)
      小林伸吾, 川口由紀, 新田宗土, 上田正仁
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-25
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Interaction of Vortices in BEC and QCD2011

    • Author(s)
      Muneto Nitta
    • Organizer
      Maths-Physics Meeting around Bose Einstein condensates
    • Place of Presentation
      Institut Henri Poincare (Paris, PVance)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-01
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 渦に局在した非アーベリアン・マヨラナ・フェルミオンによる新しい非可換統計2011

    • Author(s)
      新田宗土, 安井繁宏, 板倉数記
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-22
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  • [Presentation] スピノルBECにおける渦芯構造の分析:群論によるアプローチ2011

    • Author(s)
      小林伸吾, 川口由紀, 小林未知数, 新田宗土, 上田正仁
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-22
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  • [Presentation] 2成分ボース・アインシュタイン凝縮体における量子渦間の相互作用2011

    • Author(s)
      竹内宏光, 衛藤稔, 笠松健一, 新田宗土, 坪田誠
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-21
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  • [Presentation] スピン2ネマティック凝縮体の物理2011

    • Author(s)
      内野瞬, 小林未知数, 新田宗土, 上田正仁
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-21
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 3成分超伝導における3分子渦2011

    • Author(s)
      新田宗土, 衛藤稔, 藤森俊明, 大橋圭介
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2011-09-21
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum phase defects in the vacuum of Universe2011

    • Author(s)
      Muneto Nitta
    • Organizer
      India-Japan international workshop "Super/Vacuum/Universe"
    • Place of Presentation
      東京理科大学(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-14
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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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