2021 Fiscal Year Research-status Report
Search for novel non-equilibrium phase transitions dominated by topological defects
| Project/Area Number |
20K03765
|
|---|
| Research Institution | Kochi University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
小林 未知数 高知工科大学, 環境理工学群, 准教授 (50433313)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | トポロジカル欠陥 / 中性子星 / p波超流動 / ボース・アインシュタイン凝縮 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、様々な系において普遍的に現れ、長い寿命を持つ高エネルギー状態であるトポロジカル欠陥に着目し、その新奇な物理現象を探索することである。令和3年度では、太陽程度かそれ以上の質量を持ち、半径が数10キロメートルほどの天体である中性子星に着目し、中性子星上で可能であると思われる新奇なトポロジカル欠陥の様相を理論的に調べた。
中性子星内部では非常に高密度な中性子の流体が複雑な内部自由度を持つ超流動状態となっており、その内部自由度を反映して、新奇な内部自由度を持つトポロジカル欠陥の存在が期待される。また、中性子星の不規則な回転が原因とされるパルサーグリッジと呼ばれる観測事実は、この中性子星内部のトポジカル欠陥の複雑な非平衡現象によるものであると理論的に期待されているが、その詳細は未だ未解明であり、中性子星内部のトポロジカル欠陥の詳細な理論的解析が望まれている。本研究では中性子星内部で実現されるいくつかの中性子超流動のうち、比較的深部で実現されると予想されている3重項p波超流動のトポロジカルな構造を調べた。その結果、3重項p波超流動が地上で行われている冷却原子気体ボース・アインシュタイン凝縮の中で、スピンが2の原子から構成されるものと同じ対称性を持つことを明らかにし、その対応関係を用いて、3重項p波超流動の平衡状態が理論的に実現しうる対称性の全てを調べ尽くすことに成功した。この結果を用いることによって3重項p波超流動において実現される全てのトポロジカル欠陥の種類が明らかになり、今後はこれらのトポロジカル欠陥が引き起こしうる非平衡現象を調べる予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
中性子星超流動は令和3年度の達成目標であった量子渦分子の閉じ込め・非閉じ込め転移が期待される非常に重要な系の一つであり、この系の対称性およびトポロジカル欠陥を調べ尽くすことによって閉じ込め・非閉じ込め転移の詳細がほぼ明らかになっており、したがって研究はおおむね順調であるといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
中性子星超流動の系を具体的な舞台として、かねてより計画してきたトポロジカル欠陥分子の閉じ込め・非閉じ込めの平衡状態における転移の具体的なシミュレーションを行う。またシミュレーションの準備ができたことにより、令和5年度に予定していた熱硫化における2想共存状態のシミュレーション・解析を前倒しに行う予定である。
|
