Exploring transport of ultracold Fermi gases with nonlinear response theories

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K14366
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Atomic/Molecular/Quantum electronics
• Research Institution: Waseda University (2018-2019); Institute of Physical and Chemical Research (2017)
• Principal Investigator: Uchino Shun 早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (80617465)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: メゾスコピック系 / 冷却原子気体 / 非平衡物理

Outline of Final Research Achievements

Recently, mesoscopic transport systems have been realized in experiments of ultracold atomic gases. We have conducted theoretical studies on quantum-point-contact transport with two-component Fermi gases. First, we have revealed that a current noise measurement, which has been elusive in experiments of ultracold atomic gases due to large experimental error bars, is available in ultracold atomic gases in an optical cavity. Second, we have uncovered novel transport properties emerging in two-terminal quantum-point-contact systems with strongly interacting Fermi gases.

Free Research Field

量子多体物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メゾスコピック系の輸送現象は元来、固体の物性系において研究が進んできた。しかし近年、冷却原子気体を用いた研究も盛んに行われるようになり、固体系との相補的な役割が期待されている。本研究では、現在の固体の物性系で検証するのが難しいメゾスコピック現象に焦点を当て、これまでに知られていない輸送特性を明らかにした。また、光共振器を用いたカレントノイズ測定法の提案により、既存の実験の困難が今後、解消される可能性がある。本研究の成果は、現在行われている実験への重要な示唆を与えるものであり、非平衡量子現象の理解にも重要なものであったと考えている。