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複素ランジュバン法を用いた非平衡量子系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J02240
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 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関中央大学

研究代表者

早田 智也  中央大学, 理工学部, 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 中途終了 (2018年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード場の理論 / 符号問題 / 非平衡 / 量子開放系 / 自発的対称性の破れ / 格子場の理論 / 複素ランジュバン法 / カイラル磁気効果 / 断熱ポンピング / 電気磁気効果 / マヨナラフェルミオン
研究実績の概要

本年度は、非平衡量子開放系における自発的対称性の破れ、特に、南部-ゴールドストーンモードの研究を行った。南部-ゴールドストーンモードは自発的対称性の破れに伴い普遍的に現れるギャップレスモードであり、対称性の自発的に破れた系の低エネルギーダイナミクスを決定する。本研究では、時間的に振動する凝縮を伴う非平衡定常状態について、その低エネルギーダイナミクスを南部-ゴールドストーンモードを通じて解析した。
近年、時間結晶と呼ばれる時間並進対称性が自発的に破れた量子物質の存在が理論的に提案され、いくつかの系においてその実験的な検証がなされている。南部-ゴールドストーンモードは連続的な対称性が自発的に破れれば一般的に現れるため、時間結晶においても南部-ゴールドストーンモードが現れると期待される。我々はヴァンデルポール振動子と呼ばれる力学系を場の理論的な系に一般化し、非平衡定常状態における時間周期解とその周りの摂動を調べた。その結果、時間並進対称性が自発的に破れた解の周りでは時間並進対称性を復元する力学的自由度に結合するゼロモード、つまり、時間並進対称性の自発的破れに伴う南部-ゴールドストーンモードが必ず現れることを発見した。さらに、時間並進対称性と内部[U(1)]対称性が非可換的に破れる系を理論的に構成することで、保存系では現れないタイプの(過減衰を起こした)南部-ゴールドストーンモードが時間結晶では現れることを示した。

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

    (16件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Chiral magnetic effect of light2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 97 号: 20

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.205102

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new route to negative refractive index from topological metals2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 8

    • DOI

      10.1093/ptep/pty082

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice simulation with the Majorana positivity2018

    • 著者名/発表者名
      Arata Yamamoto, Tomoya Hayata
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 175 ページ: 11003-11003

    • DOI

      10.1051/epjconf/201817511003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification of sign-problem-free relativistic fermions on the basis of the Majorana positivity2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Arata Yamamoto
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 号: 4

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx040

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinetic Theory and Anomalous Transports in the Presence of Nonabelian Phase-Space Berry Curvatures2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Yoshimasa Hidaka
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 号: 7 ページ: 097-097

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx097

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Momentum-space electromagnetic induction in Weyl semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ishizuka, Tomoya Hayata, Masahito Ueda, Naoto Nagaosa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 24 ページ: 2452111-10

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.245211

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological properties of the chiral magnetic effect in multi-Weyl semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Yuta Kikuchi, Yuya Tanizaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.085112

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Monte Carlo simulation of a two-dimensional Majorana lattice model2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Arata Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 号: 3 ページ: 035129-035129

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.035129

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic derivation of generalized phase space Chern-Simons theory2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata and Yoshimasa Hidaka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.125137

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complex saddle points and the sign problem in complex Langevin simulation2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Yoshimasa Hidaka, Yuya Tanizaki
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B

      巻: 911 ページ: 94-105

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2016.07.031

    • 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
  • [雑誌論文] Emergent Electromagnetic Induction and Adiabatic Charge Pumping in Noncentrosymmetric Weyl Semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ishizuka, Tomoya Hayata, Masahito Ueda, and Naoto Nagaosa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 117 号: 21 ページ: 216601-216601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.216601

    • 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
  • [学会発表] Diffusive Nambu-Goldstone modes in quantum time crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata
    • 学会等名
      New Frontiers in QCD 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベリー曲率と異常輸送現象2017

    • 著者名/発表者名
      早田智也
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非可換ベリー曲率に由来する異常輸送現象の研究2017

    • 著者名/発表者名
      早田智也、日高義将
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous transport effects induced by the non-abelian Berry curvature2017

    • 著者名/発表者名
      早田智也
    • 学会等名
      理研iTHES神戸量子物性研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topology and transport phenomena in Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata
    • 学会等名
      TMS Intensive-Interactive Meeting 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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