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多次元トンネル効果異常増大に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K17767
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関九州産業大学 (2018-2019)
首都大学東京 (2016-2017)

研究代表者

花田 康高  九州産業大学, 理工学部, 助手 (50773561)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード量子カオス / トンネル効果 / 半古典論(WKB法) / 量子化 / ハミルトン力学系 / 非可積分系 / レベルダイナミクス / 幾何学的数値積分法 / 動的トンネル効果 / 半古典論 / 複素力学系 / 量子古典対応 / 可積分系 / 非線形共鳴 / 非線形物理 / 数理物理 / 計算物理
研究成果の概要

多次元系固有のトンネル効果として知られる動的トンネル効果の異常な増大現象に関する研究を行い,以下のことを示した.(1) 時間発展にともない,系の定常状態を近似する特別な初期条件を構築し,その初期条件ならびに時間発展について半古典論の観点から考察した.(2)トンネル確率のパラメーター依存性について多倍長評価を行い,摂動パラメーターおよびプランク定数に対して特異な依存性を示すことを示した.(3) 定常状態に対するトンネル効果について先行研究を再考し,我々の結果が先行研究の想定から逸脱した現象であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

トンネル効果は物理学のみならず,化学反応,電子工学,量子性が問題となる生命現象などの多岐にわたる分野で生じる.しかしながら,トンネル効果の基礎理論は1次元系のエネルギー障壁トンネル効果のみ想定されている.我々が多次元固有現象である動的トンネル現象の基本的理解を進めたことは,基礎科学においてトンネル効果が顕在化する現象への解明に貢献できるとともに,持続可能な開発を支える,超電導工学や半導体工学などの分野でトンネル効果の制御法といった新しい指導原理の基礎をなすと考えている.

報告書

(5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
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Renormalized Perturbation Approach to Instanton-noninstanton Transition in Nearly-integrable Tunneling Process2019

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Hanada, Akira Shudo, Teruaki Okushima and Kensuke S. Ikeda
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 97 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreve.99.052201

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum tunneling in nonintegrable systems: beyond the leading order semiclassical description2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Shudo, Yasutaka Hanada and Kensuke S. Ikeda,
    • 雑誌名

      RIMS Kokyuroku Bessatsu

      巻: B57 ページ: 27-38

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Level dynamics を用いたトンネル分裂の解析II2020

    • 著者名/発表者名
      花田康高, 管野皇太, Sudheesh Srivastava, 首藤啓, 池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Level dynamics を用いたトンネル分裂の解析2019

    • 著者名/発表者名
      花田康高, 管野皇太, Sudheesh Srivastava, 首藤啓, 池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 非可積分系におけるトンネル効果2019

    • 著者名/発表者名
      花田康高
    • 学会等名
      第六回 非線形現象の捉え方
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 波動関数に基づくトンネル分裂増大現象の解析について2019

    • 著者名/発表者名
      花田康高,首藤啓,池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子写像のBaker-Campbell-Hausdorff展開について2017

    • 著者名/発表者名
      花田康高,首藤啓,池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 対応原理によるインスタントン 非インスタントン転移の研究III2017

    • 著者名/発表者名
      池田研介, 花田康高, 首藤啓
    • 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(大阪府・豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 可積分写像におけるトンネル異常2017

    • 著者名/発表者名
      花田康高, 首藤啓, 池田研介
    • 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(大阪府・豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum tunneling in the classically chaotic systems2017

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Hanada, Normann Mertig, Akira Shudo and Kensuke S. Ikeda
    • 学会等名
      Workshop on Chaos and Diffusion in Leaky Systems
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都・八王子市)
    • 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] Tunneling in nearly integrable systems with a non-hermitian perturbation2016

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Hanada, Akira Shudo and Kensuke S. Ikeda
    • 学会等名
      PHHQP16: Progress in Quantum Physics with Non-Hermitian Operators
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非可積分系のトンネル効果と古典共鳴の役割について2016

    • 著者名/発表者名
      花田康高, 首藤啓, 池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 対応原理によるインスタントン 非インスタントン転移の研究II2016

    • 著者名/発表者名
      池田研介, 奥島輝昭, 花田康高, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 対応原理によるインスタントン 非インスタントン転移の研究I2016

    • 著者名/発表者名
      池田研介, 奥島輝昭, 花田康高, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」
    • 発表場所
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 首都大学東京 非線形物理研究室 出版物一覧

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/nonlinear/ja/publications.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] QEISPACK

    • URL

      https://github.com/hanada-yasutaka/QEISPACK

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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