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量子スピン系におけるフラストレーションが引き起こす新奇な現象

Research Project

Project/Area Number05J08594
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research InstitutionTokyo Institute of Technology
Research Fellow 得能 光行  Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed(Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost : ¥2,700,000)
Fiscal Year 2007 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2006 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2005 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Keywords冷却原子気体 / ボース粒子系 / 1次元量子多体系 / ボソン化法 / 朝永-Luttinger液体 / Ginzburg-Landau理論 / 一次元量子スピン系 / 量子相転移 / フラストレーション / 朝永・Luttinger液体 / ボース粒子 / Aharonov-Bohm効果 / リング型干渉計 / 1次元量子スピン / 三量体 / Y字型ポテンシャル / Andree反射
Research Abstract

本年度では,以下の研究テーマに着手した。本研究は現在Physical Review Letters誌に論文投稿中である.
1次元的に束縛された原子気体の基底状態における自発回転現象
1次元的に捕獲された原子気体について,1次元軸に垂直な面内でのボース粒子の運動の抑制が完全でない場合についての理論研究を行った.軸に垂直な面内での運動の量子化により,1次元的な分散関係に複数のバンドが現れる.多バンド構造が関わってくる物理の単純な場合として,我々は最低エネルギーバンドのみでなくさらに上の準位にもボース粒子が占有している場合について議論した.3次元空間中に調和型束縛ポテンシャルが存在する場合のボース粒子系を議論の出発点とし,キュムラント展開を用いて有効的な1次元の問題に縮約した.Ginzburg-Landau理論とボソン化法の手法を組み合わせることで,基底状態の性質を調べた.その結果,1次元的に束縛されたボース気体の基底状態はトラップ軸周りに関して自発的に回転していることが分かった.
1次元的に捕獲された原子気体の研究は,近年非常に活発に行われているが.理論研究では,最低エネルギーバンドにのみ粒子が占有している1次元極限を議論しているものが殆どであり.我々が議論した多バンド効果に着目した研究はない.今回の我々が得た研究結果は,多バンド系にこれまで知られていない物理が豊富に含むことを示唆するもので,今後の低次元冷却原子気体における新たな理論研究を促すものになると期待される.
また,この系はフラストレートしたスピンチューブにおけるカイラル秩序とも密接に関係している.
上記の研究テーマに加え,我々は昨年度まで研究してきたテーマ
●Y字型ポテンシャル中のボース気体の動的現象
●リング型干渉計におけるボース粒子の輸送現象とAharonov-Bohm効果についての研究成果をPhysical Review Letters誌に投稿し,論文出版が受理された.この論文は来年度出版予定である.

Report

(3results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report

Research Products

(3results)

All 2007

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Interplay between the Trimerization and Frustration in Spin-1/2 Distorted Diamond Type Spin Chain with the XXZ Anisotropy2007

    • Author(s)
      K.Okamoto, A.Tokuno, T.Sakai
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 1次元冷却原子気体における自発回転2007

    • Author(s)
      得能 光行, 佐藤 正寛
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Universal phenomena of dynamics of one-dimensional Bose liquids:Y-junctions and ring interferometers2007

    • Author(s)
      A. Tokuno, M. Oshikawa, E. Demler
    • Organizer
      Statphys23
    • Place of Presentation
      Genova,Italy
    • Year and Date
      2007-07-09
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL :

Published : 2005-04-01   Modified : 2016-04-21  

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