2001 Fiscal Year Annual Research Report
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11216204
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
上田 正仁 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70271070)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 聡 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90211698)
町田 一成 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50025491)
大見 哲巨 京都大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70025435)
斎藤 弘樹 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 研究員
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| Keywords | ボース・アインシュタイン凝縮 / 引力相互作用 / ベクトル的秩序変数 / 量子渦 / 多成分凝縮体 / 非線形相互作用 / パターン形成 |
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| Research Abstract |
本年度の主な成果は次の5点である。
1)スピン2BECの多体的な基底状態の分類とその磁気応答および各基底状態からのボゴリウボフ励起を求めた。結果は、基底状態は強磁性相、反強磁性相、および、サイクリック相の3つであり、励起スペクトルには、それぞれの相の対称性を反映したゴールドストーン励起が存在する。磁気応答には、基底状態のrigidityを反映したプラトーが見つかった。(上田)
2)相互作用をスイッチすることによるBEC崩壊のシュミレーションをJILAの実験状況とあわせるために非対称トラップに対して行い、定性的な一致を得た。(斎藤、上田)
3)スピンの自由度が持ったBECにおける安定な渦構造を調べた。系での全磁化Mが保存するため、そのMと温度TとのM-T平面でいくつかのタイプの渦の中からどの渦が一番安定か数値計算により調べ、相図を決定した。(大見)
4)Ioffe-Pritchardトラップで磁場の方向を反転させて、渦を生成する方法は既に提案している。この方法で実際に行われるであろう実験を想定して、どのくらいの速さで磁場を反転させるのがいいか、GP方程式を数値的に解いて調べた。反転速度を適当にとれば反転後、半分以上の粒子が残った渦ができ、この方法が十分有効であることを示すことができた。(大見)
5)スカラーBECにおける渦の生成の臨界角速度の問題とスピノールBECにおける渦の分類である。前者については臨界温度以上の温度から系を回転したまま冷却して渦の生成に成功した実験を念頭において、有限温度での渦の安定性と温度と外部回転速度の平面での渦相図を計算した。後者に関しては強磁性、反強磁性の双方の場合について可能な渦を数え上げ、相対的なエネルギーの比較を行った。(町田)
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[Publications] H.Saito, M.Ueda: "Power laws and collapsing dynamics of trapped Bose-Einstein condensates with attractive interaction"Phys.Rev.A.. Vol.63. 043601 (2001)
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[Publications] T.Nakajima, M.Ueda: "Low-lying excitations from the yrast line of weakly interacting trapped bosons"Phys.Rev.A. Vol.63. 044104 (2001)
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[Publications] M.Ueda, T.Nakajima: "Operator-algebraic approach to the yrast spectrum of weakly interacting trapped bosons"Phys.Rev.A. Vol.64. 063609 (2001)
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[Publications] M.Tubota, K.Kasamatsu, M.Ueda: "Vortex lattice formation in a rotating Bose-Einstein condensate"Phys.Rev.A. Vol.64. 023603 (2002)
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[Publications] K.Machida, T.Ohmi: "Phenomenological Theory of Ferromagetic Superconductivity"Phys.Rev.Lett.. Vol.86. 850-853 (2001)
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[Publications] T.Isoshima, K.Machida, T.Ohmi: "Quantum Vortex in a Spinor Bose-Einstein Condensete"J.Phys.Soc.Jpn.. 70. 1604-1610 (2001)
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[Publications] M.Nakahara, T.Isoshima, K.machida, S.Ogawa, T.Ohmi: "Simple method to create a vortex in Bose -Einstein condensate of alkali atoms"Physica B. 284-288. 17-18 (2000)
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[Publications] T.Isoshima, T.Ohmi, K.Machida: "Doble phase transitions in magnetized spinor Bose-Einstein condensation"J.Phys.Soc.Jpn.. 69. 3864-3869 (2000)
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[Publications] T.Isoshima, M.Nakahara, T.Ohmi, K.Machida: "Creatin of a persistent current and vortex in a Bose-Einstein condensate of alkalimetal atoms"Phys.Rev.A. 61. 063610,1-063610,10 (2000)
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[Publications] T.Mizushima, T.Isoshima, K.Machida: "Vortex phase diagram in Bose-Einstein condensate"Phys.Rev.A. 64. 043610,1-043610,10 (2001)
