2017 Fiscal Year Annual Research Report
Emergent quantum dynamics of cold atomic gases in synthetic gauge fields
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26400371
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
笠松 健一 近畿大学, 理工学部, 准教授 (70413763)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 冷却原子 / ボースアインシュタイン凝縮 / 量子シミュレーション / 超流動 / 光格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、原子気体で実現する1+1次元系のゲージヒッグス模型の相構造とダイナミクスに関して、その詳細を調べた。ダイナミクスに関しては量子揺らぎを考慮したTruncated-Wigner法を用いて、電束状態の安定性を調べ、Higgs相では素早く消失し、閉じ込め相では長く生き残ることを示した。またHiggs-閉じ込め相の転移はBerezinskii-Kosterlitz-Thouless転移で起こるが、転移点を決める新しい解析法を開発した。
本研究で得られた知見、特に、人工ゲージ場がもたらす量子流体力学の一部の内容に関しては、「量子流体力学」という題目の単行本にその内容を執筆し、2018年1月に出版された。
また、この単行本執筆を遂行する段階で、一様な超流体中における巻き数2の渦が動的に安定か不安定か、に関する疑問が生じた。これは基礎的問題にもかかわらず、これまで誰も計算されていない事が明らかとなり、擬2次元一様系におけるBose-Einstein凝縮体中の巻き数2の量子渦の安定性をBogoliubov-de Gennes方程式の大規模数値計算を実行することにより調べた。回復長でスケールしたシステムサイズが十分大きくなると、不安定性を引き起こす素励起の振動数の虚部が有限の値に収束することが明らかとなり、一様系でも動的不安定であると結論された。 この結果は摂動論と複素固有値に拡張した WKB 近似に基づいた解析によってよく説明され、準固有振動によるフォノンの放射現象として理解することができた。
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Research Products
(7 results)
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[Book] 量子流体力学2018
Author(s)
坪田 誠、笠松 健一、小林 未知数、竹内 宏光
Total Pages
338
Publisher
丸善
ISBN
978-4-621-30247-7
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