2018 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study on neutron-star cooling mechanism by uisng non-equlibrium Fermi gas superfuids
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16K05503
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
大橋 洋士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60272134)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フェルミ原子気体 / 非平衡状態 / BCS-BECクロスオーバー / Keldysh Green関数 / 中性子星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱平衡状態にあるフェルミ原子ガスのBCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer)-BEC (Bose-Einstein condensation)クロスオーバー現象に対するT行列近似（T-matrix approximation, TMA）を、非平衡定常状態の場合に拡張した。非平衡定常状態は熱浴粒子源からの連続的な粒子供給と粒子放出とのバランスで実現するとし、その効果はKeldysh Green関数法で扱った。非平衡性により超流動転移温度が著しく抑制されることが示され、また、弱結合領域ではリエントラント現象が生じることも明らかにした。このリエントラント現象が、粒子の供給と放出により生じた粒子の運動量分布の階段構造に起因するFFLO(Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov）状態に関連した対形成揺らぎが原因であることを指摘した。これにより、非平衡状態にあるフェルミ粒子系のBCS-BECクロスオーバーを扱う基礎理論ができあがった。
上記に加え、線形応答領域での非平衡現象として、正常相におけるずり粘性率の温度変化をBCS-BECクロスオーバー全域で明らかにした。理論としては、自己無撞着Ｔ行列近似(self-consistent T-matrix approximation, SCTMA)を用いた。従来、強結合側での解析接続の精度に問題があったが、その原因を解明、改善することで、ずり粘性率とエントロピー密度の比に関する下限値の予言（Kovtun-Son-Starinets予想）に最も近い値が実現する条件を、温度-相互作用相図上で特定した。
今年度はこれらに加え、別の輸送係数であるコンダクタンスに対する強結合効果も研究、対形成揺らぎの効果を考慮することで、リチウム原子気体で観測された実験結果を幅広い温度領域で理論的に説明することに成功した。
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Research Products
(39 results)
