2019 Fiscal Year Research-status Report
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17K14364
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
吉見 恵美子 (荒畑恵美子) 首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (30706411)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超流動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最大の特色はSOCを持つフェルミ原子気体超流動の実現のために弱強度光格子を用いることである。SOCを持つフェルミ原子気体超流動の実現のための理論的提言はいくつかあるが、実験的には難しいものが多い。一方、弱強度光格子を加えることは実験的には容易である。本研究では光格子の強度や原子間相互作用の強さを実験に即したパラメータ領域範囲内で変化させ、その現象を検証することができる。このため、超流動が実現できるパラメータが実験に即した形で得られ、即座にSOCを持つフェルミ原子気体超流動が実験的に実現される可能性があり、この分野の飛躍的な発展に貢献することが期待される。BCS-BEC クロスオーバー領域では、光放出分光法による1粒子スペクトル密度の研究が盛んに行われ、理論と実験がよく一致している。しかし、1粒子スペクトル密度では、超流動を担う対の性質を調べることは出来ない。申請者はこれまでの研究において、金属超伝導状態の電子対の性質を調べる事が可能な2電子放出分光法に着目し、これを冷却原子に応用することで、光格子のない一様系の超流動におけるクロスオーバー領域での超流動を構成する原子対の性質を明らかにすることに成功した。本研究ではこれを弱光格子中のSOCを持つフェルミ原子気体超流動に応用し、超流動の性質を調べる。特に、s波超流動とp波超流動が混在しているようなパラメータ領域で、トポロジカル超流動とそうでないときの違いを明確にすることで、トポロジカル超流動を特定できる方法を模索した
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究ではこれを弱光格子中のSOCを持つフェルミ原子気体超流動に応用し、超流動の性質を調べる。特に、s波超流動とp波超流動が混在しているようなパラメータ領域で、トポロジカル超流動とそうでないときの違いを明確にすることで、トポロジカル超流動を特定できる方法を模索したが、だいたい事前に予測した結果がでたため、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
光格子を超流動臨界速度よりも速く等速運動させることで、超流動の崩壊を誘起させることができる。超流動臨界速度にはクーパー対の崩壊に起因したものと、超流動が音速を超えたために起こるLandau不安定性(集団励起)に起因したものの二つがあり、超流動を担う原子対の性質を反映し、質的な違いが現れることが期待される。
(i)BdG方程式と般乱雑位相近似による解析
クーパー対の崩壊に起因する超流動臨界速度をBdG方程式から求める。また、低エネルギーにおける集団振動については一般乱雑位相近似による密度応答関数の計算から求め、対の形成とその性質について明らかにする。また、(1)でDPEを使って求めた原子対の性質と比較することにより、超流動の崩壊機構の詳細を明らかにする。特にトポロジカル超流動とそうでないときの崩壊機構の違いを明確にすることでトポロジカル超流動を特定できる方法を提言する。
(ii)TDBdG方程式の時間発展の数値シミュレーション
(i)で得られた数値解析の補完するため、実際に光格子が等速運動していてる場合についてBdG方程式の時間発展をシミュレーションすることにより、超流動が崩壊する過程を明らかにする。特に、s波超流動とp波超流動が混在しているような状況下において、2つの超流動の混在によって引き起こされる超流動の崩壊現象について解析を行う。さらに、超流動崩壊後に密度波の形成の可能性に関しても研究し、密度波の形成過程についても調査する。
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| Causes of Carryover |
研究打ち合わせ旅費と学会への参加旅費を計上していたが、妊娠と新型コロナウイルスの影響で旅費が使用されなかった
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