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強相関量子少数系から多体系への普遍的アプローチの構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K17727
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京工業大学

研究代表者

西田 祐介  東京工業大学, 理学院, 准教授 (80704288)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード冷却原子 / 近藤効果 / 輸送測定 / エフィモフ効果 / 一次元量子系 / 流体力学 / 散乱長 / 体積粘性 / せん断粘性 / 久保公式 / 量子ビリアル展開 / ボース粒子 / フェルミ粒子
研究成果の概要

本研究では、冷却原子を舞台に現れる様々な量子少数現象や量子多体現象について研究を行った。特に、最後の2年間では、時間的・空間的に変化する散乱長を伴う流体力学について研究を行い、非相対論的一般座標変換不変性と共形変換不変性とを用いることで、時間・空間的に変化する散乱長が体積粘性と共に流体方程式に現れることを明らかにした。さらに、高温極限での体積粘性をフガシティによる系統的な展開を用いて計算した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

冷却原子実験では、フェッシュバッハ共鳴により原子間の散乱長を変化させることができるが、さらに散乱長を時間的・空間的に変化させることも可能である。そこで本研究では、時間的・空間的に変化する散乱長が、強相関多体系のダイナミクスを支配する流体力学をどのように変更するかを明らかにした。ここで得られた知見により、強相関系の輸送係数という理論的に計算することが困難な量を、冷却原子実験を用いて決定するための道筋が開けた。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 14件、 招待講演 18件)

  • [国際共同研究] ジョージア工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ジョージア工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Boson-fermion duality in four dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      Furusawa Takuya、Nishida Yusuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 101701-101701

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.101701

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Viscosity spectral functions of resonating fermions in the quantum virial expansion2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida Yusuke
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 410 ページ: 167949-167949

    • DOI

      10.1016/j.aop.2019.167949

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional imbalanced Fermi gas in antiparallel magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      Anzai Takaaki、Nishida Yusuke
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 100 号: 4 ページ: 043615-043615

    • DOI

      10.1103/physreva.100.043615

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-energy effective field theory of superfluid 3He-B and its gyromagnetic and Hall responses2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke, Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 395 ページ: 170-182

    • DOI

      10.1016/j.aop.2018.06.003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal bound states of one-dimensional bosons with two- and three-body attractions2018

    • 著者名/発表者名
      Nishida Yusuke
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 97 号: 6 ページ: 061603-061603

    • DOI

      10.1103/physreva.97.061603

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrodynamics with spacetime-dependent scattering length2018

    • 著者名/発表者名
      Fujii Keisuke, Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 号: 6 ページ: 063634-063634

    • DOI

      10.1103/physreva.98.063634

    • NAID

      130007736517

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study of one-dimensional Bose and Fermi gases with contact interactions from the viewpoint of universal relations for correlation functions2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Sekino, Shina Tan, and Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 97 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreva.97.013621

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum droplet of one-dimensional bosons with a three-body attraction2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Sekino and Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 97 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreva.97.011602

    • NAID

      130007648677

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional Fermi gas in antiparallel magnetic fields2017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Anzai and Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 95 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreva.95.051603

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semisuper Efimov Effect of Two-Dimensional Bosons at a Three-Body Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 118 号: 23

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.230601

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Renormalization group analysis of graphene with a supercritical Coulomb impurity2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 94 号: 8 ページ: 085430-085430

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.085430

    • 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] Transport measurement of the orbital Kondo effect with ultracold atoms2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 93 号: 1 ページ: 011606-011606

    • DOI

      10.1103/physreva.93.011606

    • 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
  • [学会発表] Zoo of quantum halos2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Few-body Physics in Cold Atomic Gases
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conformality, bulk viscosity, and contact correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      第1回冷却原子研究会「アトムの会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Conformality, bulk viscosity, and contact correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      The Fourth Kyoto-Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conformality, bulk viscosity, and contact correlation2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Universal Physics in Many-Body Quantum Systems -- From Atoms to Quarks
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Boson-fermion duality in four dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      西田祐介
    • 学会等名
      第4回「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」領域研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Few-body universality: Efimov effect and its application and extension2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Quantum Few- to Many-Body Physics in Ultracold Atoms
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel few-body universality and many-body crossover physics2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Universal Physics in Many-Body Quantum Systems -- From Atoms to Quarks --
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非相対論的な系における共形対称性と流体力学2018

    • 著者名/発表者名
      西田祐介
    • 学会等名
      非平衡系の物理学-階層性と普遍性-
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Zoo of quantum halos2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Hadrons and Nuclear Physics Meet Ultracold Atoms: a French-Japanese Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-energy effective field theory of superfluid 3He-B and its gyromagnetic and Hall responses2017

    • 著者名/発表者名
      西田祐介
    • 学会等名
      理研iTHES神戸量子物性研究会
    • 発表場所
      理研(神戸)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Kondo effect and its transport measurement with ultracold atoms2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      From Few To Many: Exploring quantum systems one atom at a time
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Zoo of quantum halos2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      The 2nd Tokyo-Beijing Workshop on Ultracold Atoms
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Zoo of quantum halos2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Critical Stability of Quantum Few-Body Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-energy effective field theory of superfluid 3He-B and its gyromagnetic and Hall responses2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      EPiQS-TMS Trans-Pacific Conference on Topological Quantum Materials
    • 発表場所
      Moorea, French Polynesia
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-energy effective field theory of superfluid 3He-B and its gyromagnetic and Hall responses2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Topological Materials Science: Intensive-Interactive Meeting
    • 発表場所
      Keio University, Hiyoshi
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Few-body universality: from Efimov effect to super Efimov effect2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      The 23rd European Conference on Few-Body Problems in Physics
    • 発表場所
      Aarhus, Denmark
    • 年月日
      2016-08-10
    • 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] Kondo effect and its transport measurement with ultracold atoms2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      CEMS Topical Meeting on Cold Atoms
    • 発表場所
      RIKEN, Wako
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel few-body universality and many-body crossover physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      Few-body Physics in Cold Atomic Gases
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-04-14
    • 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] 冷却原子系における近藤効果の実現とその輸送測定2016

    • 著者名/発表者名
      西田祐介
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子少数系における普遍性と(スーパー)エフィモフ効果2016

    • 著者名/発表者名
      西田祐介
    • 学会等名
      第4回統計物理学懇談会
    • 発表場所
      学習院大学
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 冷却原子と原子核・ハドロン物理との接点2015

    • 著者名/発表者名
      西田祐介
    • 学会等名
      KEK理論センター研究会「原子核・ハドロン物理の理論的課題と将来」
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel few-body universality and many- body crossover physics2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nishida
    • 学会等名
      595th International Wilhelm und Else Heraeus-Seminar "Cold Atoms meet Quantum Field Theory"
    • 発表場所
      Bad Honnef/Germany
    • 年月日
      2015-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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