2005 Fiscal Year Annual Research Report
ボーズーアインシュタイン凝縮系に対する3次元量子渦糸シミュレーション
| Project/Area Number |
16540355
|
|---|
| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
|---|
Principal Investigator |
佐々 成正 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究員 (10360421)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
町田 昌彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (60360434)
坪田 誠 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10197759)
|
|---|
| Keywords | 希薄原子気体 / ボーズ-アインシュタイン凝縮 / 量子渦系 / 渦糸乱流 / 液体ヘリウム / 超伝導 |
|---|
| Research Abstract |
[1]希薄中性原子気体のボーズ-アインシュタイン凝縮体を記述するGross-Pitaevskii方程式に対する3次元動的シミュレーションを行って、回転系での量子渦糸の3次元ダイナミクスを解析をおこなった。その結果、(1)実験結果と対比させる数値シミュレーションを行なって、現実系での散逸係数を決定した。また、2次元系と3次元系での散逸係数の違いを明らかにした。(2)実験における回転異方性の時間発展や最終状態に対する実験結果を再現することに成功した。(3)回転軸方向に周期ポテンシャルを付加した状況での量子渦糸状態を解析した。
[2]液体ヘリウム4のダイナミクスを記述するGross-Pitaevskii方程式に対する3次元大規模シミュレーションを行い、量子渦糸のダイナミクスが超流動定常乱流状態や超流動乱流遷移にどのように寄与しているかを直接的に明らかにした。無散逸の場合に生じる短波長励起を打ち消す現象論的散逸項を回復長よりも小さいスケールに導入する事により、得られたエネルギースペクトルがKolmogorovの-5/3則に一致する事を明らかにした。
[3]超伝導研究においては、時間依存のギンツブルクランダウ方程式をマックスウエル方程式及び熱拡散方程式と連立させた3次元数値シミュレーションを行うことで、超伝導体内の熱拡散問題を考察した。特に超伝導体に中性子照射を行なった場合の熱拡散問題を考察し、MgB2超伝導体の中性子検出器応用が可能であること数値シミュレーションにより示した。
|
