2019 Fiscal Year Research-status Report
Nonequilibrium dynamics of cold atoms with long-range interaction in optical lattices
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18K03472
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
笠松 健一 近畿大学, 理工学部, 准教授 (70413763)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 冷却原子 / ボースアインシュタイン凝縮 / 光格子 / 長距離相互作用 / 量子液滴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
冷却原子気体が示す物性、とくに光格子系における非平衡ダイナミクスの解明に焦点を当てて、理論研究を進めている。今年度は以下の結果を得た。
・ラビ結合した2成分BECにおけるドメインウォールの不安定性に関して、Gross-Pitaevskii方程式の数値計算とBogoliubov-de-Genne方程式の解析を用いて解析し、ウォールがスネーク不安定性と呼ばれる動的不安定により、断片に分裂することの物理的解釈を与えた。
・光格子上にランダムに分布した長距離相互作用をもつハードコアボソンの非平衡緩和過程の量子ダイナミクスを数値的に解くことで調べ、長距離相互作用が増加するにつれて、動的に生成するサイト間束縛ペアの遅い運動の影響で、動的局在状態が実現することを明らかにした。また、中央に集められた超流動極性気体はトラップを切っても拡散しない性質をもち、新しいメカニズムによる量子液滴状態になっていることを明らかにした。
・Lee-Huang-Yang補正項をもつ2成分BECにおいて、量子補正項が強くなるにつれ、一様な状態は変調不安定性によって複数の量子液滴を動的に生成することを明らかにした。また、2成分BECの相互作用パラメータが非対称な場合には、非対称な分布をもつ量子液滴が実現することを示した。
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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
本研究課題の中心的テーマである長距離相互作用をもつ極性分子気体における非平衡ダイナミクスにおいて、十分な解析をおこない、論文として発表し、受理されたことにより、本研究課題の目的は概ね達成できたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
極性分子が動的に形成する束縛対とバックグラウンドとして存在する分子が示すダイナミクスは、相互作用の強さを変化させるにつれて異常分散からブラウン運動的拡散にクロスオーバー的に変化することが明らかになっており、残りの年度をかけて、数値計算で見られた現象の理論を構築する。また、長距離相互作用をもつ非線型シュレディンガー系における平衡統計力学の性質を理論的に調べ、異常な熱力学状態が長距離相互作用によりどのような影響を受けるかを調べる。
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| Causes of Carryover |
春季休暇中に集中講義実施による講師への謝金と研究集会出張を予定していたが、新型コロナウィルスによる社会活動自粛の影響で、全ての予定をキャンセルする必要があり、予定額を執行することができなかった。次年度も同様の社会的状況が継続すると予想され、研究集会に参加することが困難である状況であるため、研究費は追加の計算機サーバーを購入することに充当し、さらなる計算力を増強することを計画している。
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