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光子と物質の相互作用と周期外場の相乗効果で起こる非平衡相転移の研究

Research Project

Project/Area Number 13J08794
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 数理物理・物性基礎(理論)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

白井 達彦  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2015: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2014: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords時間周期外場 / 量子開放系 / 非平衡定常状態 / 共振器系 / 非平衡相転移現象 / 量子力学的干渉効果
Outline of Annual Research Achievements

時間周期外場の下での量子統計力学をテーマとし研究を進めた。有限の強さの振動外場の下では、共鳴現象などの多彩な量子ダイナミクスが現れ、その制御手法としてフロケ演算子を用いた解析手法などが確立している。特に、最近では、フロケの擬固有値を実効的に固有値とみなすことによって、外場なしでは実現の難しいハミルトニアンを時間周期外場によって創り出すといったフロケエンジニアリングと呼ばれる研究が盛んに行われている。
本年度は、このフロケの擬固有値スペクトルがどのような時に熱力学的な意味を持つかについて研究を行った。つまり、外場で制御したい注目系が、ある温度の熱的環境と接している状況を考え、その定常状態の分布関数がどのような条件の下で、注目系の擬固有値スペクトルと熱的環境の温度で特徴づけられるカノニカル分布になるかについて調べた。そして、明らかになった結果を論文にまとめた。さらに、この条件が満たされない場合についても調べ、新奇な動的相転移が起こることを発見し、研究発表を行った。
この研究によって、ある条件の下では、熱的環境への散逸と時間周期外場による励起とのバランスにより実現する非平衡定常状態の分布関数とフロケの擬固有値との間に定量的な関係のあることが明らかになった。時間周期外場によって新奇な物性開発をするにあたって、定常状態の分布関数は重要な役割を担っている。その定常状態の分布関数が、熱浴の詳細によらない注目系のフロケの擬固有値によって特徴づけられるパラメータ領域があることを示した点に、本研究の意義がある。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] アウグスブルク大学(ドイツ)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] アウグスブルク大学(ドイツ)

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Condition for emergence of the Floquet-Gibbs state in periodically driven open systems2015

    • Author(s)
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, and Seiji Miyashita
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 91 Issue: 3

    • DOI

      10.1103/physreve.91.030101

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Novel symmetry-broken phase in a driven cavity system in the thermodynamic limit2014

    • Author(s)
      Tatsuhiko Shirai, Mori Takashi, and Seiji Miyashita
    • Journal Title

      Journal of Physics B : Atomic, Molecular, and Optical Physics

      Volume: 47 Issue: 2 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1088/0953-4075/47/2/025501

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 時間周期外場の掛かった系でのデコヒーレンス2016

    • Author(s)
      白井達彦
    • Organizer
      日本物理学会 年次大会・春季大会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 時間周期駆動量子開放系の定常状態2016

    • Author(s)
      白井達彦
    • Organizer
      UEDA GROUP 第8回 基礎物理セミナー合宿
    • Place of Presentation
      箱根太陽山荘(神奈川県足柄下郡)
    • Year and Date
      2016-02-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 駆動量子開放系での散逸によって誘起されるフロケギブス分布2015

    • Author(s)
      白井達彦, Juzar Thingna
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キヤンパス(大阪県吹田市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Condition for emergence of the Floquet-Gibbs state in periodically driven open systems2015

    • Author(s)
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, and Seiji Miyashita
    • Organizer
      New Frontiers in Non-equilibrium Physics 2015
    • Place of Presentation
      Yukawa Institute for Theoretical Physics(YITP) Kyoto University(Kyoto, Kyoto)
    • Year and Date
      2015-07-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 周期的に駆動された量子開放系の定常状態の性質について2015

    • Author(s)
      白井達彦
    • Organizer
      UEDA GROUP 第7回 基礎物理セミナー合宿
    • Place of Presentation
      箱根太陽山荘(神奈川県足柄下郡)
    • Year and Date
      2015-02-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱浴の詳細によらずに実現する周期的駆動量子系での定常状態の性質2014

    • Author(s)
      白井達彦、森貴司、宮下精二
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(愛知県春日井市)
    • Year and Date
      2014-09-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Periodically driven steady statesindependent of the structures of a thermal bath2014

    • Author(s)
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, and Seiji Miyashita
    • Organizer
      Fujihara seminar
    • Place of Presentation
      Grand Hotel New Oji (Tomakomai, Hokkaido)
    • Year and Date
      2014-08-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 熱浴の詳細によらずに実現する 周期的駆動量子系での定常状態について2014

    • Author(s)
      白井達彦、森貴司、宮下精二
    • Organizer
      第1回若手勉強会「非平衡統計力学の基礎理論」
    • Place of Presentation
      慶應大学 日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-08-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel Symmetry-Broken phenomenon in the driven Dicke model in the thermodynamic limit2014

    • Author(s)
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, and Seiji Miyashita
    • Organizer
      ICSCE7th
    • Place of Presentation
      The Prince Hakone (Ashigarashimo, Kanagawa)
    • Year and Date
      2014-04-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 駆動量子開放系における散逸の取扱いについて2014

    • Author(s)
      白井達彦、森貴司、宮下精二
    • Organizer
      第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-equilibrium phase transitions induced by interactions between photon and material in a cavity system2013

    • Author(s)
      Tatsuhiko Shirai, Takashi Mori, and Seiji Miyashita
    • Organizer
      Statphys25
    • Place of Presentation
      Seoul University (韓国)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 量子干渉効果を起源とした相転移現象2013

    • Author(s)
      白井達彦、森貴司、宮下精二
    • Organizer
      2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 駆動共振器系における量子力学的干渉効果を起源とした相転移現象2013

    • Author(s)
      白井達彦、森貴司、宮下精二
    • Organizer
      第6回基礎物理セミナー合宿
    • Place of Presentation
      箱根太陽山荘(神奈川県)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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