2014 Fiscal Year Research-status Report
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26400414
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
斎藤 弘樹 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (60334497)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超流動 / 量子渦 / 散逸構造 / 励起子ポラリトン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は「光の超流動体」に形成される多様な散逸構造を見出すことを目的とする。前世紀中頃からイリヤ・プリゴジンらによって研究されてきた散逸構造は古典的な物理系が対象であり、散逸に弱いとされる量子系は考えられてこなかった。一方、最近精力的に研究されている励起子ポラリトン超流動体は、質量を獲得した光子が量子凝縮した、言わば光の超流動体であり、光子が絶えず系を出入りしている非平衡開放系である。本研究は、この新しい系が必然的に散逸し続ける量子系であることに着目し、量子流体と散逸構造という従来独立に発展してきた分野を融合し、「量子散逸構造」という新しい領域を切り拓くことを目指している。
今年度の研究では、多成分超流動体における量子渦対の運動について新たな進展があった。空間的に異なる相が隣接したスピン自由度を持つボース・アインシュタイン凝縮体を考える。一方の相に量子渦対を作り相境界に向かって量子渦対を進行させた時、相境界でどのようなダイナミクスが現れるかを研究した。その結果、通常の量子渦対がトポロジカルに変化し、半量子渦対などの様々な状態になることが明らかになった。例えば、強磁性相からポーラー相へ量子渦対が透過すると、半量子渦対が二つ形成され互いに回転しあうような運動を示す。また、逆にポーラー相から強磁性相へと量子渦対が透過すると、半量子渦を含む強磁性コア渦と呼ばれる渦の対が形成される。
量子渦は「量子散逸構造」の重要な要素になると考えられる。また、多成分の励起子ポラリトン超流動体も実現されている。従って、以上の結果を多成分励起子ポラリトン超流動体の量子散逸構造の研究に発展できると期待される。
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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
量子散逸構造という新しい現象を見出すことが本研究の目的である。量子散逸構造において量子渦は重要な要素となるため、量子渦に関して広く理解することが本研究にとって必要である。今年度の研究で量子渦に関する理解が深まり、その知見は次年度の研究へと活かされる。以上により、本研究計画はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究では、手始めとして散逸のない一様な系における量子渦対の運動を研究した。今後は、これを励起子ポラリトン超流動体のような散逸の強い系へと拡張することが必要である。外部への散逸と外部からの注入のある開放系において量子渦対がどのような運動を示すかを調べていく。
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| Causes of Carryover |
物理学会参加旅費を別の経費でまかなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
有用な計算機が発売された場合には次年度予算と合算して購入する。そうでない場合には旅費または物品費として使用する。
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