2023 Fiscal Year Annual Research Report
Possibility of realizing a topological superfluidity
| Project/Area Number |
17K14364
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
吉見 恵美子 (荒畑恵美子) 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (30706411)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 冷却原子気体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
BCS-BECクロスオーバー領域では、超流動の性質が超伝導に代表されるBCS理論的なものから分子ボソンのBECの超流動へと連続的に移行する。BCS-BECクロスオーバー領域では超流動は平均場BCS理論を基礎としたNozieres and Schmitt-Rink(NSR)理論によって記述される。このNSR理論では平均場BCS理論では考慮されていない対の揺らぎの効果が取り込まれているため、BCS領域だけでなくBEC領域も計算できる特徴をもつが、一様系の場合にしか定式化されていない。本研究では、弱光格子中のSOCを持つフェルミ原子の系にNSR理論を拡張した。
得られた弱光格子中のSOCを持つフェルミ原子の系に拡張したNSR理論を用い、超流動密度について数値的に計算し超流動の実現可能性について明らかにした。弱光格子中のSOCを持つフェルミ原子の系について超流動になるパラメータを明らかにした。
また。s波とｐ波の混合超流動はトポロジカル不変量がゼロではないトポロジカル超流動である可能性があった。トポロジカル不変量が変化するときその界面(エッジ)にギャップレスモード(エッジ状態)が存在する。Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程式を用いた解析を行い、エッジ状態があるか確認し、超流動がトポロジカル超流動であるか確認した。特に、トポロジカル超流動とそうでないときのパラメータを詳細に調べた。エッジモードに多応するモードが存在することを明らかにした。
さらに、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調べた。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し、s波超流動とp波超流動の崩壊の仕方が違うことを明らかにした。
|
