2015 Fiscal Year Research-status Report
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25400388
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
福井 隆裕 茨城大学, 理学部, 教授 (10322009)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トポロジカル絶縁体 / トポロジカル超伝導体 / チャーン数 / エンタングルメント・チャーン数 / スピンポンプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
対称性に護られたトポロジカル量子相が研究対象であり、様々なトポロジカル相を特徴付けるトポロジカル不変量の計算方法の開発、及び、トポロジカル場の理論の構築の2つの側面から研究を行う。
これまでにない新しいエンタングルメント・チャーン数を26年度に我々は提案したが、27年度は主にこのエンタングルメント・チャーン数の応用に関する研究を行った。対称性に護られたトポロジカル量子相は今日までに詳細に分類されている。ところが、外場等によってこの対称性が破れた場合にトポロジカル量子相がどうなるかは全く分かっていない。直感的には、ごく小さな対称性の破れに対して、トポロジカル量子相は保たれると考えられる。しかし、その安定性を定量的に議論できる道具はこれまで全くなかった。エンタングルメント・チャーン数は対称性に基づかないため、そのような議論に威力を発揮する。
まず、2次元トポロジカル絶縁体の時間反転対称性を破った場合、どこまでトポロジカル絶縁体が安定化を議論した。具体的には典型的なトポロジカル絶縁体のKane-Mele模型に磁場をかけた場合の相図を、エンタングルメント・チャーン数を用いて調べた。その結果、弱磁場ではトポロジカル絶縁体相は安定であること、またスピン軌道結合が強い場合には新奇な相の現れること等を明らかにした。
また1次元のスピンポンプの新しい模型を提案し、スピンポンプの可能性を議論した。必ずしも時間反転対称性を持たなくてもスピンポンプは起こり得ることを示した。
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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
エンタングルメント・チャーン数は全く新しいトポロジカル数なので、慎重にその性質や適用可能性等を検討しているため時間がかかってはいるが順調に進展している。特にスピンポンプの新しい模型に関しては、1年以上かけて慎重に検討しようやく論文の執筆に至っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずスピンポンプに関しては現在論文を執筆中である。まずはこれを完成させ、実験的な検証可能性を探る。また、エンタングルメント・チャーン数の更なる応用を目指す。特に、相互作用系への応用は興味深い。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた計算サーバーが新機種になって価格に著しい差異が生じたため。H26年度に新しい計算サーバーを購入し余剰をH27年度に繰り越した。その繰り越し分がほぼそのまま今回の繰り越し分となっている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計算サーバーの周辺機器を補強していく。
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