2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis for inhomogeneous Bose-Einstein condensate system including quantum fluctuation of zero-mode
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19K14619
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
高橋 淳一 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 特任助教 (60732211)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 場の量子論 / ゼロモード / Bose-Einstein凝縮 / ポーラロン / 媒介相互作用 / スピン軌道相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、従来の理論において無視されてきたゼロモード量子揺らぎが物理量にどのように影響を与えるか調査することである。本年度は、ポーラロン系を主に取り扱った。ポーラロンは多粒子集団の中に少数の異種粒子を加えた系であり、この少数粒子は媒質である多粒子系の量子ゆらぎの影響を受ける。これは、少数粒子の性質に反映されると考えられる。つまり、この少数粒子は媒質の性質を測るプローブとしての役割が期待できる。本研究の課題であるゼロモード量子揺らぎは観測方法が確立していない。このポーラロン系であれば少数粒子をプローブとすることにより、ゼロモード量子揺らぎを観測できる可能性がある。今年度はゼロモード量子揺らぎが関係し得るいくつかの物理量を求めるための定式化を行った。
（１）ボーズ・ポーラロン間の媒介相互作用に関する研究。媒質がBose-Einstein凝縮体であるボーズ・ポーラロンで発生する媒介相互作用はゼロモードであるフォノンの交換が重要な役割を果たす。そのため、この媒介相互作用に対しゼロモードゆらぎが質的な変化を与える可能性がある。しかし、媒介相互作用を直接実験で観測する方法は現状存在しない。本研究では、冷却原子系で観測可能な密度分布関数から、媒介相互作用の空間分布を直接取り出す手法を提案した。
（２）スピン軌道相互作用が含まれる系を想定し、その時間発展を調べた。スピンの時間変化には凝縮体の情報が反映される。この研究はポーラロンの探針としての性能を検討する際の試金石である。
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