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冷却原子気体における強相関ボース粒子の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J11136
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物性II(理論)
研究機関東京大学

研究代表者

堀之内 裕理  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードEfimov効果 / くりこみ群 / 冷却原子気体 / 強相関ボソン系
研究実績の概要

強相関の3粒子系には、ハミルトニアンの詳細に依らず自己相似な束縛状態構造、すなわち無数のEfimov状態が現れることが知られている。この自己相似性は、繰り込み群においてリミットサイクルと呼ばれる周期構造で特徴づけられるという点で、固定点で特徴づけられる臨界現象の普遍性に比してユニークな現象である。近年の冷却原子気体の実験技術、特に相互作用を強相関領域に操作できるFeshbach共鳴により、このEfimov状態が多様な原子種で観測され、1970年代初頭のEfimovによる予言から40年近く経って新たなリバイバルを起こしている。中でも、粒子数を4粒子へと拡張したときの物理がひとつの基礎的な問題として近年さかんに研究されている。
我々は、4粒子の普遍的な物理と繰り込み群のリミットサイクルがどのように関係しているかという問題に取り組み、4粒子のセクターにおいても繰り込み群が周期的な構造を持つことを示した。なおかつその周期を束縛状態数と結びつけることに初めて成功した。またこの結果を元に、4粒子の束縛状態数と理論空間のトポロジカル不変量とが関係するという新しい解釈を行った。さらに、束縛状態のエネルギーに対しても定量的な予言を与えた。手法としては、普遍的な物理を再現するような簡便な有効場理論を構成し、それに対してリミットサイクルというグローバルなフローを取り扱うことのできる汎関数繰り込み群を適用した。この成果はPhysical Review A誌のRapid Communicationに掲載され、北京における国際会議(1st Beijing-Tokyo workshop on ultracold atomic gases)の招待講演者として講演を行った。
さらに我々は、4粒子の物理を質量インバランスのある系に拡張して同様の解析を行い、束縛状態数、及び束縛エネルギーに対して予言を与えた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Topological origin of universal few-body clusters in Efimov physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Horinouchi and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 94 号: 5 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physreva.94.050702

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological origin of universal few-body clusters in Efimov physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • 雑誌名

      arXiv.org

      巻: 1603.05328 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Topological Property of a Limit Cycle and Universal Four-body Bound States in Efimov Physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • 学会等名
      Few-Body Physics in Ultracold Atomic Gases
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological Property of a Limit Cycle and Universal Four-body Bound States in Efimov Physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Horinouchi
    • 学会等名
      The 1st Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] くりこみ群のリミットサイクルとEfimov状態2016

    • 著者名/発表者名
      堀之内裕理, 上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Topological property of a limit cycle and universal four-body bound states in Efimov physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • 学会等名
      Cooperation in Physics Workshop: LMU-UT
    • 発表場所
      東京大学(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-02-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] くりこみ群のリミットサイクルとEfimov状態の物理2015

    • 著者名/発表者名
      堀之内裕理, 上田正仁
    • 学会等名
      新学術領域研究「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」第1回領域研究会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Relation between a renormalization-group limit cycle and the universal three-body parameter in Efimov physics2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Horinouchi, Masahito Ueda
    • 学会等名
      12th US-Japan seminar: Many body quantum systems from quantum gases to metrology and information processing
    • 発表場所
      Monona Terrace Convention Center, Madison, WI, US
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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