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2021 Fiscal Year Research-status Report

可積分系の数理を用いた量子ダイナミクスの厳密計算

Research Project

Project/Area Number 18K03448
Research InstitutionTokyo Polytechnic University

Principal Investigator

佐藤 純  東京工芸大学, 工学部, 准教授 (10735723)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywordsベーテ仮説 / 量子ソリトン / ASEP
Outline of Annual Research Achievements

引き続き量子可積分系のダイナミクスの研究を行った。
今年度はマルチ量子ソリトンの構成とそのダイナミクスの解析を集中的に行った。まず,従来の量子ソリトンの構成を素直に拡張することにより,2-ダークソリトンが構成できることを示した。密度プロファイルを行列式公式で数値計算することにより,量子ソリトンの位相の回転数などを解析した。その結果,系の運動量を並進することにより,位相の回転数が増していくことを見出した。
また,全く新しいマルチ量子ソリトンの構成法も提案した。古典ソリトンにおけるタウ関数と頂点演算子によるマルチソリトンの構成法に着想を得て,量子系のベーテ量子数の空間において,1-ソリトンを表す1-hole状態のセグメントの直積集合を取ることにより,マルチ量子ソリトンを構成できることを示した。これにより,古典ソリトンの特徴的な性質である衝突における位相シフトを,量子ソリトンで初めて観測することに成功した。さらに,位相シフトの結合定数依存性を調べ,量子性がどのような相互作用領域で効いてくるのかを解析中である。
また,ASEPと呼ばれる確率過程模型のベーテ方程式の根を詳しく調べた。根が虚部を持つ場合,通常のエルミートな物理系の場合には,ストリング仮説と呼ばれる規則的な配置を複素平面で取ることが知られている。このストリング仮説が,非平衡性を表す非エルミートな物理系の場合にどう変形されるかを詳しく調べた。こちらについてはまだ解析中で,論文執筆には至っていない。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マルチ量子ソリトンの構成については飛躍的に研究が進んだが,本研究課題の核心であるクエンチアクションと境界量子転送行列法の対応については,満足のいく研究成果がまだ得られていないため。

Strategy for Future Research Activity

これまでに解析した解放端XXZ鎖のダイナミクス,マルチ量子ソリトンの新しい構成法,非エルミート性を持つASEPにおけるストリング解の振る舞いを総合して,境界量子転送行列法とクエンチアクションの対応解明に迫りたい。

Causes of Carryover

物理学会が中止になるなど,出張をいくつかキャンセルしたため,次年度使用額が生じた.繰り越した分は,さらなる計算機資源の増資のために計算機,計算機 周辺機器に使用する予定である.

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Quantum Dark Solitons in the 1D Bose Gas: From Single to Double Dark-Solitons2022

    • Author(s)
      Kayo Kinjo, Eriko Kaminishi, Takashi Mori, Jun Sato, Rina Kanamoto, Tetsuo Deguchi
    • Journal Title

      Universe

      Volume: 8(1) Pages: 2

    • DOI

      10.3390/universe8010002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationships among the asymmetric simple exclusion process, the Burgers equation and the derivative nonlinear Schrodinger equation2021

    • Author(s)
      Yuki Ishiguro, Jun Sato, Katsuhiro Nishinari,
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 90 Pages: 114008

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.114008

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 量子可積分系におけるソリトンの量子効果2022

    • Author(s)
      石黒裕樹, 佐藤純, 西成活裕
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] 1次元ボーズ粒子系における量子ダークソリトンのダイナミクス2022

    • Author(s)
      金城佳世, 佐藤純, 出口哲生
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] 可積分非エルミートスピン鎖におけるベーテ方程式の双対共役性2021

    • Author(s)
      石黒裕樹, 佐藤純, 西成活裕
    • Organizer
      日本物理学会 2021年秋季大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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