2010 Fiscal Year Annual Research Report
光学格子上のボーズ・フェルミ混合原子気体が示す特異な静的及び動的性質
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21540410
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
森 弘之 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (60220018)
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| Keywords | 原子気体 / ボーズ・フェルミ混合系 / モット転移 / 量子モンテカルロシミュレーション / 光学格子 / 内部構造 |
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| Research Abstract |
解析手法および数値手法の開発を基礎とした、光学格子上に閉じ込められたボーズ・フェルミ混合原子系が示す局在状態の成立条件の解析を行った。
とくに、光学格子上の混合原子系に特化した数値手法を開発する目的で、従来の量子モンテカルロシミュレーションの技法をボーズ・フェルミ混合系に拡張し、効率をよいコードを作成した。このコードに基づき、とくにランダムポテンシャルや準周期ポテンシャル中でボーズ・フェルミ混合系が示す特徴的な振る舞いについて、シミュレーションによりその存在を指摘し、メカニズムを議論した。
閉じ込めポテンシャルがない場合、ランダムポテンシャルでも準周期ポテンシャルでも局在現象が見られた。ただしボーズ粒子とフェルミ粒子の間の相互作用の符号および大きさによって定性的に大きく異なる振る舞いが発見された。
斥力相互作用の場合は、互いの粒子の存在により、局在が抑制され、金属状態(超流動状態)が実現された。たとえばボーズ粒子で局在状態を作り、そこにフェルミ粒子を導入することで、局在による絶縁体状態から超流動状態への転移が見られた。
一方、引力相互作用の場合は、ボーズ粒子とフェルミ粒子がともに局在するために相互作用を印加すると局在効果が強まるが、ある程度の強さの相互作用になると、新たなメカニズムにより非局在化が起きる。この新たに発見された非局在化のメカニズムについて数値シミュレーションにより明らかにするとともに、統計の異なる2種の粒子を混合させることによる単一種粒子と異なる物性について考察を行った。
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