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スピン自由度を持ったボース・アインシュタイン凝縮体の研究

Research Project

Project/Area Number 04J00648
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research InstitutionTokyo Institute of Technology (2005)
Kyoto University (2004)

Principal Investigator

川口 由紀  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsBose-Einstein condensate / dipole-dipole interaction / spinor BEC / quantized vortex / ボース・アインシュタイン凝縮 / 量子渦 / スピノルBEC / BCS-BECクロスオーバー / フェッシュバッハ共鳴
Research Abstract

磁気双極子-双曲子相互作用するボース・アインシュタイン凝縮体(ダイポールBEC)の研究を行った。
近年実現されたCr原子のBECでは、従来のアルカリ原子のBECに比べて双極子相互作用エネルギーが36倍と大きく、双極子相互作用の影響を受けたBECの物性が観測されている。このBECは相互作用が長距離的、異方的という点で従来のBECと異なり、新しい物性が期待されている。しかし、既存の理論研究では、スピン偏極した状態を扱ったものがほとんどであった。
我々は、双極子-双極子相互作用が原子スピン角運動量とBECの軌道角運動量を結合させることに注目し、スピン自由度を持ったダイポールBECの研究を行った。実験的には外部磁場を数mG程度に設定すればよい。双極子相互作用があると、従来のBECの大きな制約であったスピン保存則は成り立たず、スピンから軌道へと角運動量の移行が起こる。我々は、ダイポールBECの秩序変数の一般的な性質について議論し、スピン偏極したBECから自発的に量子渦が形成されることを示した。この現象は強磁性体におけるアインシュタイン-ド・ハース効果に対応している。
ダイポールBECにおけるアインシュタイン-ド・ハース効果は、原子ガスの作るダイポール場によって、原子スピンがコヒーレントに歳差運動するために起こる。従ってスピン状態間の遷移は、ダイポール場と外部磁場の相対比に大きく依存する。また相互作用が長距離的、異方的であることからBECの形状によっても影響を受けることがわかった。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (7 results)

  • [Journal Article] Einstein-de Haas Effect in Dipolar Bose-Einstein Condensates2006

    • Author(s)
      川口由紀, 斉藤弘樹, 上田正仁
    • Journal Title

      Physical Review Letters 96

      Pages: 80405-80405

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Breaking of Chiral Symmetry and Spontaneous Rotation in a Spinor Bose-Einstein Condensate2006

    • Author(s)
      斉藤弘樹, 川口由紀, 上田正仁
    • Journal Title

      Physical Review Letters 96

      Pages: 65302-65302

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Topological Phase Imprinting in BEC in Presence of Gravitational Field2005

    • Author(s)
      川口由紀, 中原幹夫, 大見哲巨
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics 138巻(未定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 原子気体BECにおける量子渦の分裂2005

    • Author(s)
      川口由紀
    • Journal Title

      物性研究 83巻・6号

      Pages: 787-787

    • NAID

      110006409972

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stability of Quadruply Charged Vortices in Bose-Einstein Condensates2004

    • Author(s)
      川口由紀, 大見哲巨
    • Journal Title

      Laser Physics 14巻・4号

      Pages: 575-575

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Topological vortex formation in a Bose-Einstein condensate under gravitational field2004

    • Author(s)
      川口由紀, 中原幹夫, 大見哲巨
    • Journal Title

      Physical Review A 70巻

      Pages: 43605-43605

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Splitting instability of a multiply charged vortex in a Bose-Einstein condensate2004

    • Author(s)
      川口由紀, 大見哲巨
    • Journal Title

      Physical Review A 70巻

      Pages: 43610-43610

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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