2015 Fiscal Year Annual Research Report
スピノル・ボース・アインシュタイン凝縮におけるトポロジカル欠陥のダイナミクス
Publicly Offered Research
| Project Area | Synergy of Fluctuation and Structure:Foundation of Universal Laws in Nonequilibrium Systems |
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| Project/Area Number |
26103519
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小林 未知数 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50433313)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピノル・ボース・アインシュタイン凝縮 / 量子渦 / 量子乱流 / 磁壁 / ブレーンソリトン / モノポール / アリスリング / 非可換量子渦 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、高い制御性を持つスピノル・ボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の系を対象として、様々な種類のトポロジカル欠陥のダイナミクスの新奇な現象を探索すること、およびトポロジカル欠陥のダイナミクスの普遍的、統一的な理解を得ることである。
今年度はかねてから予定していた、スピノルBECにおける量子乱流の大規模数値シミュレーションを行った。対象とした系は、(1)：負の2次ゼーマン場におけるスピン1の強磁性相、(2)：ゼロ磁場下におけるスピン1のポーラー相、(3)：ゼロ磁場下におけるスピン2の再クリック相である。これらの系では量子乱流を構成する量子渦との間に非可換な相互作用が働くトポロジカル欠陥が存在し、それぞれ(1)：磁壁、(2)：モノポール、(3)量子渦（非可換量子渦）となっている。
(1)の系では、量子渦と磁壁との間の非可換な相互作用により、磁壁上に新しいトポロジカル欠陥であるブレーンソリトンが現れ、それが磁壁上の回転流を担う存在となる。その結果、バルクにおける量子渦による3次元的な量子乱流状態と、磁壁上におけるブレーンソリトンによる2次元的な量子乱流状態との共存状態を確認することが出来た。
(2)の系では、量子渦とモノポールとの間の非可換な相互作用により、アリスリングと呼ばれる量子渦輪とモノポールとの連続的な変形が可能となる。その結果、乱流中における量子渦の自己相似的な構造がモノポールとの相互作用により破壊されることを確認することが出来た。
(3)の系では、量子渦間の非可換な相互作用により、量子渦の衝突を介して、ラング渦と呼ばれる新しい渦が生じ、量子渦の大規模なネットワーク構造が乱流中に現れることを明らかにした。また、その結果として、エネルギー注入のスケールを超えた非常に大きなスケールにわたって量子渦の自己相似的な構造が現れることを確認することが出来た。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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