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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Visualizing the phase separation of a dual-BEC for verifying the dynamical scaling hypothesis

Research Project

Project/Area Number 20H01843
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

井上 慎  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10401150)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹内 宏光  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 講師 (10587760)
藤本 和也  東京工業大学, 理学院, 助教 (40838059)
加藤 宏平  大阪公立大学, 南部陽一郎物理学研究所, 特任助教 (60793586)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords量子縮退気体
Outline of Annual Research Achievements

実験班は昨年度に引き続き、BEC(ボースアインシュタイン凝縮体)生成装置の改良を行った。昨年度稼働した2次元MOT(磁気光学トラップ)から原子をロードできることを確認するため、超高真空側で3次元MOTを稼働し、原子の捕獲を確認した。また、実験条件の安定度を増すため、磁場トラップに用いる大電流の遮断に用いる半導体素子であるIGBTの冷却方法を空冷から水冷に転換した。
ドメイン構造の精密な評価のためにはイメージング系の解像度の確保が極めて重要である。単レンズの組み合わせによるイメージングと、長い作動距離をもつ市販の顕微鏡レンズの比較の評価をおこなった。テストターゲットを用いた比較の結果、単レンズを組み合わせたシステムの方が僅かに解像度が良いことが分かった。理研・電通大・阪大などと共同開発したFPGAベースのLabview(計測器制御プログラム)の制御システムが納品されたので、実機での運用に向けて実験条件でシミュレーションをおこなった。発見された不具合はフィードバックされ修正された。
竹内は2成分ボース・アインシュタイン凝縮体における半整数渦のケルビン波の分散関係を詳細に調べた。渦芯の内部構造が無視できる流体力学的領域において、半整数渦は循環が整数の従来の渦として振る舞い、成分間の相互作用の影響は渦芯の太さの変化として反映されることを理論的に示した。
藤本は本年度、環境と相互作用する1次元格子系のボゾンとフェルミオン系の非平衡ダイナミクスを界面粗さ成長の動的スケーリングの視点で理論的に調べた。その結果、環境の効果によりスケーリング指数が変わり、普遍性クラスが変化することを明らかにした。本研究成果はPhysical Review Lettersに掲載され、Ultra Low Temperature Physicsの国際会議で口頭発表した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Kelvin wave in miscible two-component Bose-Einstein condensates2023

    • Author(s)
      Kasamatsu Kenichi、Okada Maki、Takeuchi Hiromitsu
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 107 Pages: 013309-1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.107.013309

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of Dissipation on Universal Fluctuation Dynamics in Open Quantum Systems2022

    • Author(s)
      Fujimoto Kazuya、Hamazaki Ryusuke、Kawaguchi Yuki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 129 Pages: 110403-1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.129.110403

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Surface-roughness dynamics in a one-dimensional Bose-Hubbard model2022

    • Author(s)
      Kazuya Fujimoto
    • Organizer
      International Conference on Ultra Low Temperature Physics, 2022 Aug. 25-28, Otaru, Japan.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nematic superfluidity of spinor Bose-Einstein condensates2022

    • Author(s)
      Hiromitsu Takeuchi
    • Organizer
      Collective Effects & Non-Equilibrium Phenomena in Quantum Gases and Superconductors (CMD29), Manchester, UK, Aug. 21-26 (2022)
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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