2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K21345
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
高橋 雅裕 学習院大学, 理学部, 助教 (00613697)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非平衡相転移 / 異方的浸透普遍クラス / 渦糸乱流 / 冷却原子気体 / 超流動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
冷却原子の系の実験を定量的に再現する Gross-Pitaevskii (GP) 方程式を、周期境界条件の下、3 次元空間において時間発展させるシミュレーションを引き続き行った。凝縮体の波動関数の位相欠陥として定義される量子渦の密度を、乱流を特徴付ける秩序パラメーターとして、その変化を調べる。系の揺動には、これまで通り、スプライン補間を用いたランダムポテンシャルを用いた。
熱的な効果が大きいことと、それによるノイズが大きいので、これまでの数値計算の結果に加えて、さらにデータの蓄積を行い、局所臨界指数の計算や、誤差の見積もりを行った。クエンチシミュレーションでの局所臨界指数の計算によると、数値シミュレーションのデータを積み重ねても、局所臨界指数の振動が多少残ることや、異なる揺動の大きさで明確な転移前・後の区別が難しいことが明らかになった。また、量子渦密度が小さくなってから、陽動の大きさに関わらず、急激な量子渦密度の減少が見られることがわかった。
計算データを積み重ねることでノイズの影響の見積もりが正確になり、非平衡相転移を裏付けるのとは逆の結果が出たため、この究明を行うことが必要になった。今後の研究では、これまで固定していた外部ポテンシャルの変更も視野に入れて、非平衡相転移が本当に存在するのか確かめる必要がある。具体的には、準周期ポテンシャルや周期ポテンシャルを導入して、非平衡臨界現象が起こるのか確かめる。ノイズの影響で、現時点では明確な結論が出せなかった部分を補うよう、今後の研究を進めて行く。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
より広いパラメータースペースでの非平衡相転移の実現性を議論する必要が出てきたため、追加で数値シミュレーションを行った。これまでクエンチの臨界指数について、大雑把に判定していたが、移動平均を用いた計測により、局所臨界指数も新たに算出した。それによる結果で、逆に臨界指数の決定が定量的に困難に思える結果が出たため、その解析と原因を究明する必要が出てきた。現在もその解析の対応に着手している。
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| Strategy for Future Research Activity |
熱的な量子渦の存在が想像以上に大きく、それによって、明確に非平衡相転移であることを決定づけることができないでいる。局所臨界指数の計測で、それがより明確になった。
しかしながら、非平衡相転移であることは、その他の物理量の観測等も含めて、多くの検証を行ってきた。非平衡相転移が異方的浸透普遍クラスであることを、万人に納得できる形で示すために、陽動ポテンシャルに異なるものを用いることを検討する。具体的に、準周期ポテンシャル、周期ポテンシャル (時間/空間/両方) を試す。
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| Causes of Carryover |
(理由) 現在までの進捗状況に記載した通り、局所臨界指数の計測により、解決すべき問題が多く、当初の予定よりも、当該年度の使用額が減少したため。
(使用計画) 今年度の研究を進め、前年度の使用を予定していた物品の購入や、必要経費の支出を行う。
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