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孤立量子系における有限時間・有限サイズの統計力学の探求

研究課題

研究課題/領域番号 17J03189
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 数理物理・物性基礎(理論)
研究機関東京大学

研究代表者

濱崎 立資  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード孤立量子系 / 非平衡 / ランダム行列 / 量子開放系 / 熱平衡化 / 量子カオス / 非熱的固定点 / 典型性
研究実績の概要

本年度は孤立量子系における有限時間・有限サイズの統計力学の探求という研究課題をいくつかの形で達成することができた。また、これらの知見を生かし、外界と接触した系である開放量子系についても成果を上げることができた。
まず、孤立量子系の有限時間の統計力学において、共同研究としていくつかの仕事を行なった。その一つとして、非平衡系の普遍性の側面として、古典系でよく知られた界面成長のスケーリング則の普遍性が量子多体系でも現れることを、一次元ハバード模型を用いて示した。また、孤立系の非平衡ダイナミクスにおいて現れるより厳密な結果としては、束縛ダイナミクスのエラー上限を評価した。エネルギーにバンドがあり、そのギャップが大きいような系では、例えば実効的なダイナミクス(束縛ダイナミクス)は低エネルギーバンドだけで記述されると期待される。我々はこの近似の正当性をそのエラーの上限とともに厳密に示した。
また、こうした孤立系の熱平衡化ダイナミクスの知見を生かし、開放量子多体系の非平衡ダイナミクスに関しても成果を上げることができた。その一つとして、開放多体系と関係の深い非エルミートランダム行列の普遍性についての基礎研究を行なった。Dysonはエルミートランダム行列を時間反転対称性(複素共役操作)に関して三種類のクラスに分類し、これに応じて準位間隔分布などの局所スペクトルの統計が三種類の異なる普遍性を持つことを示していた。一方、非エルミートランダム行列理論においては、統計の普遍性は時間反転対称性の有無で変化せず、そのため一種類しか知られていなかった。我々は、複素共役操作と転置操作が非エルミート系では非等価であることに注目し、転置操作に対する対称性に関するランダム行列のクラスで新しい普遍的な準位間隔分布が発現することを発見した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 9件、 査読あり 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Error bounds for constrained dynamics in gapped quantum systems: Rigorous results and generalizations2020

    • 著者名/発表者名
      Zongping Gong, Nobuyuki Yoshioka, Naoyuki Shibata, and Ryusuke Hamazaki
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 2001.03421 ページ: 1-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Universal Error Bound for Constrained Quantum Dynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Zongping Gong, Nobuyuki Yoshioka, Naoyuki Shibata, and Ryusuke Hamazaki
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 2001.03419 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic solitons in a spin-1 Bose-Einstein condensate2019

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chai, Di Lao, Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, Masahito Ueda, and Chandra Raman
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1912.06672 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Family-Vicsek Scaling of Roughness Growth in a Strongly Interacting Bose Gas2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki, and Yuki Kawaguchi
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1911.10707 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Universality classes of non-Hermitian random matrices2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki, Kohei Kawabata, Naoto Kura and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1904.13082 ページ: 1-21

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-Hermitian Many-Body Localization2019

    • 著者名/発表者名
      Hamazaki Ryusuke、Kawabata Kohei、Ueda Masahito
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 9 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.090603

    • NAID

      130007736059

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructing neural stationary states for open quantum many-body systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Nobuyuki、Hamazaki Ryusuke
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 21 ページ: 2143061-8

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.214306

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Random-matrix behavior of quantum nonintegrable many-body systems with Dyson's three symmetries2019

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

      Physical Review E

      巻: 99 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/physreve.99.042116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructing neural stationary states for open quantum many-body systems2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Yoshioka, Ryusuke Hamazaki
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1902.07006 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Random-matrix behavior of quantum nonintegrable many-body systems with Dyson’s three symmetries2019

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

      arXiv

      巻: 1901.02119 ページ: 1-14

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kazuya Fujimoto, Ryusuke Hamazaki and Masahito Ueda,2018

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

      arXiv

      巻: 1812.05381 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-Hermitian Many-Body Localization2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki, Kohei Kawabata, Masahito Ueda,
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1811.11319 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Operator Noncommutativity and Irreversibility in Quantum Chaos2018

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

      arXiv

      巻: 1807.02360 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discrete Time-Crystalline Order in Cavity and Circuit QED Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Zongping Gong, Ryusuke Hamazaki, and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 120, 040404

      巻: 120 号: 4 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.040404

    • NAID

      130007648786

    • 関連する報告書
      2017 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] Atypicality of Most Few-Body Observables2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.120, 080603

      巻: 120 号: 8 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.080603

    • NAID

      130007507383

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非エルミートランダム行列の普遍性2019

    • 著者名/発表者名
      濱崎立資、川畑幸平、久良尚任、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年 秋季大会, 岐阜大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Operator noncommutativity and irreversibility in quantum chaos2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki
    • 学会等名
      Quantum Information and String Theory 2019, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The threefold way in non-Hermitian random matrices2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki
    • 学会等名
      THERMALIZATION, MANY BODY LOCALIZATION AND HYDRODYNAMICS, ICTS, India
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Localization and universality in non-Hermitian many-body systems2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki
    • 学会等名
      Engineering Nonequilibrium Dynamics of Open Quantum Systems, Dresden, Germany
    • 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] マクスウェルの悪魔に駆動された量子多体系の非平衡定常状態2019

    • 著者名/発表者名
      濱崎立資, Marin Bukov, Snir Gazit, Ehud Altman
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回 年次大会, 九州大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非エルミート多体局在2018

    • 著者名/発表者名
      濱崎立資、川畑幸平、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年 秋季大会, 同志社大学
    • 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 2018年 秋季大会, 同志社大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Operator Noncommutativity and Irreversibility in Quantum Chaos2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki
    • 学会等名
      The Third Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases, Beijing, China
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atypicality of Most Few-Body Observables2018

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki and Masahito Ueda
    • 学会等名
      APS March Meeting 2018, Los Angeles
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generalized Gibbs ensemble in nonintegrable systems with an extensive number of local symmetries2017

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Hamazaki, Tatsuhiko N. Ikeda and Masahito Ueda
    • 学会等名
      Sigma Phi 2017 - International Conference on Statistical Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atypicality of most few-body observables2017

    • 著者名/発表者名
      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] ほとんどの少数多体物理量の行列要素の非典型性2017

    • 著者名/発表者名
      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] 半古典カオス系での異時刻四点相関関数2017

    • 著者名/発表者名
      濱崎立資, 藤本和也, 上田正仁
    • 学会等名
      非平衡物理の最前線-素粒子・宇宙から物性まで-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Ryusuke Hamazaki's website

    • URL

      https://sites.google.com/site/ryusukehamajaki/home

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 非平衡量子統計力学研究チーム

    • URL

      https://sites.google.com/view/noneqquantstatmech/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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