• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

極低温冷却原子気体における次元依存性を持つ非平衡ダイナミクスの理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J01683
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 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京大学

研究代表者

藤本 和也  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード冷却原子気体 / 緩和ダイナミクス / 非熱的固定点 / フロケエンジニアリング / スピノールBose気体 / 粗視化ダイナミクス / 乱流
研究実績の概要

本年度は(1)反強磁性相互作用を持つ1次元スピノールBose気体における普遍的な緩和ダイナミクスと(2)周期外力場中のスピノールBose気体の理論研究を実施した。
研究(1)では、外場を素早く消すクエンチダイナミクスを調べ、その緩和現象がスピン演算子の2次モーメントであるネマティックテンソルにより特徴づけられることを明らかにした。特筆すべき点は、ネマティックテンソルの2点相関関数が動的スケーリングを示し、普遍的な緩和シナリオで重要な非熱的固定点が磁気ソリトンとその束縛状態であるFlemish stringにより誘起されることを明らかにしたところである。これはソリトン由来の非熱的固定点の初めての例である。さらに、過去の実験に対応する有限温度の数値計算を行い、我々の理論予想が実験観測可能であるかを議論した。この成果はPhysical Review Letterで掲載・出版された。また、論文投稿後、上記の実験を行った研究グループと議論を行った。
研究(2)では、周期的に時間変化する外場中で発現するスピノールBose気体の新奇な性質を調べた。このような周期駆動場により生み出される新奇物性の探索はフロケエンジニアリングと呼ばれている。我々はフロケエンジニアリングの標準的手法である高周波数展開を用いて、新しい粒子間相互作用を含む有効的なハミルトニアンを導出した。このハミルトニアンに対して平均場近似を行い、新しいスピン秩序を持つtitled broken axisymmetry状態とtilted poler状態が現れることを明らかにした。さらに、Bogoliubov理論を適用して励起スペクトルを解析的に求め、反強磁性相互作用するスピノールBose気体は非自明な準安定状態を持つことを明らかにした。この成果は論文にまとめており、現在査読中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Cavendish Laboratory(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Cavendish Laboratory/Clarendon Laboratory(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Department of Physics, Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Flemish Strings of Magnetic Solitons and a Nonthermal Fixed Point in a One-Dimensional Antiferromagnetic Spin-1 Bose Gas2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Kazuya、Hamazaki Ryusuke、Ueda Masahito
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 号: 17 ページ: 173001-173001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.173001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unconventional Universality Class of One-Dimensional Isolated Coarsening Dynamics in a Spinor Bose Gas2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 120, 073002

      巻: 120 号: 7 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.073002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Studies of Quantum Turbulence2017

    • 著者名/発表者名
      Tsubota Makoto、Fujimoto Kazuya、Yui Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 188 号: 5-6 ページ: 119-189

    • DOI

      10.1007/s10909-017-1789-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Universal thermalization dynamics and a non-thermal fixed point in a one-dimensional antiferromagnetic spinor Bose gas2019

    • 著者名/発表者名
      藤本和也、濱崎立資、上田正仁
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Non-thermal fixed points in a one-dimensional antiferromagnetic spinor Bose gas2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, and Masahito Ueda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 反強磁性スピノールBose気体における1次元系の粗視化ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      藤本和也、濱崎立資、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カオス的不可逆性の指標としての非可換性の増大2018

    • 著者名/発表者名
      濱崎立資、藤本和也、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 1次元スピノルBose気体における非熱的固定点2018

    • 著者名/発表者名
      藤本和也、濱崎立資、上田正仁
    • 学会等名
      非平衡系の物理学ー階層性と普遍性ー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Universality Class of Coarsening Dynamics in an Isolated One-Dimensional Spinor Bose Gas2018

    • 著者名/発表者名
      藤本和也
    • 学会等名
      若手研究会「統計物理学とその周辺」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Isolated coarsening dynamics in a one-dimensional ferromagnetic spinor Bose gas2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto
    • 学会等名
      Finite Temperature Non-equilibrium Superfluid system
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and numerical studies of a turbulent cascade in a 3D Bose gas2017

    • 著者名/発表者名
      藤本和也、坪田誠、Christoph Eigen、Jinyi Zhang、Raphael Lopes、Nir Navon、Robert Smith、Zoran Hadzibabic
    • 学会等名
      日本物理学会、2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 1次元スピノールBose-Hubbard模型におけるスピンドメインの安定性と量子揺らぎ2017

    • 著者名/発表者名
      藤本和也、濱崎立資、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会、2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Truncated Wigner近似による非時間順序相関関数の解析2017

    • 著者名/発表者名
      濱崎立資、藤本和也、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会、2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Coarsening in the one-dimensional spin-1 spinor Bose-Hubbard model2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, and Masahito Ueda
    • 学会等名
      48th Annual DAMOP Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universal coarsening dynamics in a one-dimensional spin-1 spinor Bose gas2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, and Masahito Ueda
    • 学会等名
      Quantum Thermodynamics: Thermalization and Fluctuations
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coarsening dynamics of spin domains in a one-dimensional spin-1 spinor Bose gas2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, and Masahito Ueda
    • 学会等名
      International Conference on Topological Material Science 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1成分ボース・アインシュタイン凝縮体におけるBogoliubov波動乱流2017

    • 著者名/発表者名
      藤本和也
    • 学会等名
      「揺らぎと構造の協奏」第2回冷却原子研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1次元スピノールBose-Hubbard模型におけるスピインドメインの緩和ダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      藤本和也、濱崎立資、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会、第72回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Weak wave turbulence in spin-1 spinor Bose-Einstein condensates2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, and Makoto Tsubota
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Atomic Physics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Logarithmic velocity profile of wall-bounded quantum turbulence in superfluid 4H2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yui, Kazuya Fujimoto, and Makoto Tsubota
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Fluids and Solids
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi