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量子カオスと巨視的量子ダイナミクスの統一研究

研究課題

研究課題/領域番号 16540347
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関大阪市立大学

研究代表者

中村 勝弘  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50140801)

研究分担者 寺井 章  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20192651)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードボーズアインシュタイン凝縮体 / ラビ振動 / ビリアード運動 / 空間2次元でのソリトン / 非線形ダイナミクス / ボーズ・アインシュタイン凝縮体 / 調和型閉じ込めポテンシャル / 非線形シュレーディンガー方程式 / エルミートクラスター渦 / カオス / グロス=ピタエフスキー方程式 / BEC / 干渉問題 / 2重スリット / 非線形シュレディンガー方程式 / 重力の影響 / 巨視的波束
研究概要

本研究では非線形動力学および非平衡統計力学における基礎的課題の解明とともに、現実の複雑な対象に向けてカオス・非線形理論を応用した。研究の個別テーマは、次の三項目である;
(1)量子カオスの基礎理論の解明
(2)エルゴード性が破れている系の統計力学と異常拡散の研究
(3)ボーズ=アインシュタイン凝縮相におけるソリトンや渦のダイナミクスと非線形量子力学の研究。
ボーズ=アインシュタイン凝縮相における、ソリトンや渦のダイナミクスの研究が盛んであるが、これは、巨視的波動に対する非線形シュレーディンガ-方程式の研究を基礎にしている。われわれは、これをミクロの世界における、量子カオスの基礎方程式へと一般化できないかと考え、波動関数の時空カオス的振る舞いの可能性を探った。そして、この非線形量子力学からどのような現象が期待できるのかについて考察した。観測問題やEPRパラドクスとの関連、さらに、場の理論への影響をも考察した。
具体的に,BECにおける巨視的波動のダイナミクスを記述するグロス=ピタエフスキー方程式(非線形性シュレーディンガー方程式)を用いて、量子力学で重要な効果である、非断熱効果とトンネル効果を解析した。波束が重力に抗して上昇する可能性,非線形項の役割を明らかにした。ボーズ=アインシュタイン凝縮体の運動は非線形シュレーディンガー方程式で表せる。1次元非線形シュレディンガー方程式にはソリトン解があり、外部ポテンシャル中では古典粒子のように振る舞う。外場ポテンシャルにさらに振動などを加えるとソリトン運動はカオス化するが、この物質波動場のカオスと量子カオスとの関係性を調べた。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (31件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Magnetic Domain Patterns Depending on the Sweeping Rate of Magnetic Fields2007

    • 著者名/発表者名
      K.Kudo, M.Mino, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 76

      ページ: 13002-13005

    • NAID

      110006151533

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum-mechanical analysis of fractal conductance fluctuations : A picture using self-similar periodic orbits2007

    • 著者名/発表者名
      T.Ogura, M.Miyamoto, A, Budiyono, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 19

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mesoscopic rectification in a quantum dot with spin-orbit interaction2007

    • 著者名/発表者名
      S.Masuda, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 19

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum-mechanical analysis of fractal conductance fluctuations : A picture using self-similar periodic orbits2007

    • 著者名/発表者名
      T.Ogura, M.Miyamoto, A.Budiyono, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 19 092002

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mesoscopic rectification in a quantum dot with spin-orbit interaction2007

    • 著者名/発表者名
      S.Masuda, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 19 216225

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum-mechanical analysis of fractal conductance fluctuations : A picture using self-similar periodic orbits2007

    • 著者名/発表者名
      T.Ogura, M.Miyamoto, A.Budiyono, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 19

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Staggered Ladder Spectra2006

    • 著者名/発表者名
      E.Arvedson, M.Wilkinson, B.Mehlig, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 96

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Decay to the nonequilibrium steady state of the thermal diffusion in a tilted periodic potential2006

    • 著者名/発表者名
      V.Bezuglyy, B.Mehlig, M.Wilkinson, K.Nakamura, E.Arvedson
    • 雑誌名

      J. Math. Phys 47

      ページ: 73301-73324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Decay to the nonequilibrium steady state of the thermal diffusion in a tilted periodic potential2006

    • 著者名/発表者名
      T.Monnai, A.Sugita, J.Hirashima, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Physica D 219

      ページ: 177-183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of an intermediate state in homogeneous nucleation2006

    • 著者名/発表者名
      T.Monnai, A.Sugita, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 74

      ページ: 61116-61122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generalised Ornstein-Uhlenbeck processes2006

    • 著者名/発表者名
      V.Bezuglyy, B.Mehlig, M.Wilkinson, K.Nakamura, E.Arvedson
    • 雑誌名

      J. Math. Phys. 47

      ページ: 73301-73324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Decay to the nonequilibrium steady state of the thermal diffusion in a tilted periodic potential2006

    • 著者名/発表者名
      T.Monnai, A.Sugita, J.Hirashima, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Physica D219

      ページ: 177-183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of an intermediate state in homogeneous nucleation2006

    • 著者名/発表者名
      T.Monnai, A.Sugita, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E74

      ページ: 61116-61122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Staggered ladder spectra2006

    • 著者名/発表者名
      E.Arvedson, M.Wilkinson, B.Mehlig, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett 96

      ページ: 30601-30604

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Two interacting hard disks within a circular cavity : Towards a quasi-equilibrium quantal equation of states2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nakazono, T.Kato, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Chaos, Soliton & Fractals 23

      ページ: 1351-1362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Energy diffusion in frustrated quantum spin chains exhibiting Gaussian orthogonal ensemble level statistics2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kudo, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 71

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Equatorial and related non-equilibrium states in magnetization dynamics of ferromagnets : Generalization of Suhl's spin-wave instabilities2005

    • 著者名/発表者名
      C.Kosaka, K.Nakamura, S.Murugesh, M.Lakshmanan
    • 雑誌名

      Physica D 203

      ページ: 233-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A model for conservative chaos constructed from multi-component Bose-Einstein condensates with a trap in 2 dimensions2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yamasaki, Y.Natsume, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2647-2650

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of a Macroscopic Wave Packet Passing through Double Slits : Role of Gravity and Nonlinearity2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nakamura, N.Nakazono, T.Ando
    • 雑誌名

      J. Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2647-2650

    • NAID

      110002250625

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two interacting hard disks within a circular cavity : Towards a quasi-equilibrium quantal equation of states2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nakazono, T.Kato, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Chaos, Soliton & Fractal 23

      ページ: 1351-1362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamics of a Macroscopic Wave Packet Passing through Double Slits : Role of Gravity and Nonlinearity2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nakamura, N.Nakazono, T.Ando
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 74

      ページ: 2647-2650

    • NAID

      110002250625

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Two interacting hard disks within a circular cavity : Towards a quasi-equilibrium quantal equation of states2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nakazono, T.Kato, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Chaos, Soliton & Fractals 23

      ページ: 1351-1362

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Energy diffusion in frustrated quantum spin chains exhibiting Gaussian orthogonal ensemble level statistics2005

    • 著者名/発表者名
      K.Kudo, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 71

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Signature of Quantum Chaos in SQUID's2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Tanimoto, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys. Lett. A 322

      ページ: 324-329

    • NAID

      110002062558

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chaos-induced breaking of the Franck-Condon approximation2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamasaki, Y.Natsume, A.Terai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 1415-1418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frustrated quantum-spin system on a triangle coupled with eg lattice vibrations :2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamasaki, Y.Natsume, A.Terai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Frustrated quantum-spin system on a triangle coupled with eg lattice vibrations : correspondence to Longuet-Higgins et al.'s Jahn-Teller model2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamasaki, Y.Natsume, A.Terai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Electron Dwell Time in Weakly-Open Chaotic Quantum Cavity and Periodic Orbits"2004

    • 著者名/発表者名
      A.Budiyono, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Physica E 22/1-3

      ページ: 357-360

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] "Signature of Quantum Chaos in SQUID's"2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kato, K.Tanimoto, K.Nakamura
    • 雑誌名

      Phys.Lett.A 322

      ページ: 324-329

    • NAID

      110002062558

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] "Chaos-induced breaking of the Franck-Condon approximation"2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamasaki, Y.Natsume, ゜ A.Terai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 73

      ページ: 1415-1418

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] "Frustrated quantum-spin system on a triangle coupled with eg lattice vibrations :2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yamasaki, Y.Natsume, ゜ A.Terai, K.Nakamura
    • 雑誌名

      J.Phys. : Condens.Matter 16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] Quantum chaos and quantum dots2004

    • 著者名/発表者名
      K.Nakamura, T.Harayama
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      Oxford University Press
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [図書] Quantum chaos and quantum dots2004

    • 著者名/発表者名
      K.Nakamura, T.Harayama
    • 総ページ数
      212
    • 出版者
      Oxford University Press, Oxford
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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