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強相関トポロジカル相における量子エンタングルメントと創発的自由度の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05211
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関京都大学

研究代表者

戸塚 圭介  京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (80291079)

研究協力者 Alet F.  Toulouse University
Bois V.  Cergy-Pontoise University
Capponi Sylvain  Toulouse University
段下 一平  京都大学, 基礎物理学研究所
Fromholz P.  Cergy-Pontoise University
今村 征央  京都大学, 基礎物理学研究所
Lecheminant Philippe  Cergy-Pontoise University
Plat X.  Toulouse University
高吉 慎太郎  物質材料研究機構
田中 秋広  物質材料研究機構
田中 宗  京都大学, 基礎物理学研究所
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードトポロジカル相 / 冷却原子気体 / エンタングルメント / SU(N)対称性 / 分数量子ホール効果 / SU(N)冷却原子気体 / 磁化プラトー
研究成果の概要

フランスのグループとのここ数年の冷却SU(N)フェルミオン系に関する共同研究の成果をまとめたレビュー論文を執筆し、最終年度には2重井戸光格子を用いる現実的なセッティングで空間反転対称性を自発的に破る新たなSPT相を実現する方法を提案した。また太田氏等と、一次元のマヨラナ端状態を持つトポロジカル相における秩序変数、エンタングルメントなどのダイナミクスを調べた。結合ワイヤ構成法については、初めて正しくバルクの非自明な状態を表すChern-Simonsゲージ理論が創発されることを示した。さらに、2次元の任意の可換群の構造を持つトポロジカル状態を実現するレシピを発見した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Cergy-Pontoise大学/Toulouse大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Wigner研究所(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Cergy-Pontoise University/Toulouse university(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Wigner Institute for Physics(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cergy-Pontoise University/Toulouse University(France)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Topological and dynamical properties of a generalized cluster model in one dimension2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ohta, S. Tanaka, I. Danshita, and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Physica. Review B

      巻: 93 号: 6905 ページ: 359-360

    • DOI

      10.1038/419359a

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological Quantum Phase Transitions in a Majorana Chain with Spatial Modulation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ohta and K. Totsuka
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 85 号: 7 ページ: 074003-074003

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.074003

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Density-Matrix Renormalization Group Study of Kitaev-Heisenberg Model on a Triangular Lattice2016

    • 著者名/発表者名
      K, Shinjo, S. Sota, S. Yunoki, K. Totsuka, and T. Tohyama
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 85 号: 11 ページ: 114710-114710

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.114710

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phases of one-dimensional SU(N) cold atomic Fermi gases --from molecular Luttinger liquids to topological phases2016

    • 著者名/発表者名
      S. Capponi, P. Lecheminant, and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 367 ページ: 50-95

    • DOI

      10.1016/j.aop.2016.01.011

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological and dynamical properties of a generalized cluster model in one dimension2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ohta, S. Tanaka, I. Danshita, and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 16 ページ: 165423-165423

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.165423

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Symmetry-protected topological order in magnetization plateau states of quantum spin chains2015

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Takayoshi, Keisuke Totsuka and Akihiro Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 15 ページ: 1551361-12

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.155136

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase Diagram and Sweep Dynamics of a One-Dimensional Generalized Cluster Model2015

    • 著者名/発表者名
      O. Takumi, S. Tanaka, I. Danshita, and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 6 ページ: 063001-063001

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.063001

    • NAID

      210000133565

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetization plateaus of an easy-axis kagome antiferromagnet with extended interactions2015

    • 著者名/発表者名
      X. Plat, F. Alet, S. Capponi, and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 17

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.174402

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic excitations in an S=1/2 diamond-shaped tetramer compound Cu_2PO_4OH2015

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuda, S.E. Dissanayake, D.L. Abernathy, K. Totsuka, and A.A. Belik
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 18

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.184428

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Symmetry-protected topological phases -- basic concepts and realization2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Totsuka
    • 学会等名
      International school on topological science and topological matters
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SU(N) cold fermions in a double-well optical potential2017

    • 著者名/発表者名
      K. Totsuka
    • 学会等名
      Topological properties of wuantum magnetis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lieb-Schultz-Mattis approach to SU(N)-invariant Mott insulators2017

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Topological Phases of quantum magnets at high fields2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Totsuka
    • 学会等名
      Entanglement in strongly correlated systems
    • 発表場所
      Benasque science center Pedro Pascual
    • 年月日
      2016-02-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Topological phases of SU(N) cold fermion systems2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Totsuka
    • 学会等名
      Physics of bulk-edge correspondence and its universality
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Symmetry-protected topological phases of SU(N) cold fermion systems2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Totsuka
    • 学会等名
      OIST seminar
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SU(N)冷却原子を用いたトポロジカル相の実現2015

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介
    • 学会等名
      基研研究会「量子制御技術の発展により拓かれる量子情報の新時代」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2015-07-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Exotic states of matter with SU(N) symmetry2016

    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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