| 研究課題/領域番号 |
05640320
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
江沢 潤一 東北大学, 理学部, 助教授 (90133925)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1994年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1993年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | チャーン・サイモン場 / 分数統計 / 量子ホール状態 / ジョフソン効果 / プラズマ振動 / 複合電子模形 / ジョセフソン効果 / 複合電子模型 / 量子ホール状能 |
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| 研究概要 |
2次元空間では粒子に固有の統計的性質が存在しないため、フェルミオンも単独で凝縮可能だし分数統計を持つ粒子も存在できる。この様な系をチャーン・サイモン・ゲージ理論を用いて解析し、その新しい側面が明らかにした。具体的には量子ホール状態を研究したが、これは2次元電子が磁場と複合粒子(ボソン)をつくり凝縮した状態であり、その準粒子は位相的励起としての分数統計粒子である。
新しい側面として、この様な2次元電子面を近接して平行に配置した時、各層で凝縮した電子の位相差に対応した量子位相状態が出現する事を我々は見出した。著しい特徴はこの量子位相現象が丁度超伝導ジョセフソン接合で見出されるジョセフソン現象と極めて類似である事である。但し、定電圧回路で発生する電磁場の周波数は、単独電子の凝縮を反映して、超伝導でのそれの半分である。また、マイスナー効果は存在しない。系の摂動的励磁モードはプラズマ振動であり、非摂動的励起は位相的励起(渦糸)である。
このプラズマ振動は最近のベル研究所の実験で見出された横磁場の変化に対する活性化エネルギーの特異なる振る舞いを見事に良く説明する。(この特異な振る舞いはジョセフソン現象が予言されている系にしか現われていない。)横磁場の変化で層間量子位相状態が相転位を起こし、これによってプラズマ振動のモードに変化が起こったとすれば、実験事実をよく説明できる。これは我々の理論に対する強力な実験的サポートである。
我々の予言するジョセフソン・トンネル現象が観測されると、「分数量子ホール状態が電子単独の凝縮状態であること」が証明されることになる。これは物理学の基礎的知見としてその意義の極めて大きい。この新しい現象を検証する為の実験準備が東京大学物性研究所、同生産技術研究所、東北大学電気通信研究所、NTT基礎研究所で始まった。
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