• 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

強結合冷却原子気体を用いた中性子星・核物質の定量的理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J03975
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)
研究機関高知大学 (2019)
国立研究開発法人理化学研究所 (2017-2018)

研究代表者

田島 裕之  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 特任助教

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード中性子星 / 超流動 / 超伝導 / BCS-BECクロスオーバー / ポーラロン / 集団励起 / 冷却原子気体 / エフィモフ効果 / マルチバンド超伝導 / フェルミポーラロン / 非対称核物質
研究実績の概要

本年度は、(1)非対称核物質の超伝導・超流動相転移温度に対する相互作用効果、(2)マルチバンド超流動・超伝導のBCS-BECクロスオーバー、(3)極低温原子気体の集団励起、(4)フェルミポーラロンの非平衡ダイナミクスの研究を行った。
(1)では、前年度に開発した4成分NSR理論を用い、中性子星内部の一様核物質を想定した密度領域においてS波中性子超流動およびS波陽子超伝導の相転移温度を計算し、陽子-中性子間の強い引力相互作用が両者にどのような影響を与えるかを調べた。前者に比べ、後者の陽子超伝導は陽子-中性子間引力により抑制されやすい傾向にあることがわかった。
(2)では、BCS-BECクロスオーバーが実現されている鉄系超伝導体を想定し、2バンド系において上バンドの引力が強い場合のBCS-BECクロスオーバーにおける超伝導揺らぎの効果を調べた。1粒子状態密度の計算も行い、その結果から擬ギャップがどのようにふるまうかも明らかにした。
(3)については、特にユニタリーフェルミ気体のスピンダイポール振動の解析を行った。Green関数法と局所密度近似を組み合わせた手法により、スピンダイポール振動数の実験結果の説明に成功した他、スピンダイポール振動から得られるBCS-BECクロスオーバーの相図を提案した。
(4)では、トラップ中でのポーラロンクラウド間の衝突のシミュレーションを行い、密度分布の時間発展などにポーララロンの縮退圧やポーラロン間相互作用の効果が現れることを示した。また、ポーラロンが量子ポイントコンタクトで結合している場合にスピン輸送に励起状態のポーラロンの情報が現れることを示した。

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

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] トレント大学/カメリーノ大学(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Camerino(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Spin-dipole mode in a trapped Fermi gas near unitarity2020

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Recati Alessio、Ohashi Yoji
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 101 号: 1 ページ: 013610-013610

    • DOI

      10.1103/physreva.101.013610

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pairing Fluctuations in a Two Band Superfluid/Superconductor: A T Matrix Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tajima, Andrea Perali, and Pierbiagio Pieri
    • 雑誌名

      Condensed Matter

      巻: 5 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.3390/condmat5010010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] BCS-BEC crossover in cold atomic and in nuclear systems2020

    • 著者名/発表者名
      Ohashi Yoji、Tajima Hiroyuki、van Wyk Pieter
    • 雑誌名

      Progress in Particle and Nuclear Physics

      巻: 111 ページ: 103739-103739

    • DOI

      10.1016/j.ppnp.2019.103739

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesoscopic spin transport between strongly interacting Fermi gases2020

    • 著者名/発表者名
      Sekino Yuta, Tajima Hiroyuki, Uchino Shun
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 2 ページ: 023152-023152

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.023152

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Superfluid Phase Transitions and Effects of Thermal Pairing Fluctuations in Asymmetric Nuclear Matter2019

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Hatsuda Tetsuo、van Wyk Pieter、Ohashi Yoji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18477-18477

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54010-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Many Fermi polarons at nonzero temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Uchino Shun
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 20 号: 7 ページ: 073048-073048

    • DOI

      10.1088/1367-2630/aad1e7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-body Correlations in SU(3) Fermi Gases2018

    • 著者名/発表者名
      Tajima H.、Naidon P.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 印刷中 号: 1-2 ページ: 163-169

    • DOI

      10.1007/s10909-018-2104-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superfluid Fermi atomic gas as a quantum simulator for the study of the neutron-star equation of state in the low-density region2018

    • 著者名/発表者名
      Pieter van Wyk, Hiroyuki Tajima, Daisuke Inotani, Akira Ohnishi, and Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 97 号: 1 ページ: 013601-013601

    • DOI

      10.1103/physreva.97.013601

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly Interacting Multi-component Fermions: From Ultracold Atomic Fermi Gas to Asymmetric Nuclear Matter in Neutron Stars2018

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Hatsuda Tetsuo、Ohashi Yoji
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 969 ページ: 012003-012003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/969/1/012003

    • 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] Precursor of superfluidity in a strongly interacting Fermi gas with negative effective range2018

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 97 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreva.97.043613

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin susceptibility and effects of a harmonic trap in the BCS-BEC crossover regime of an ultracold Fermi gas2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tajima, Ryo Hanai, and Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 96 号: 3 ページ: 033614-033614

    • DOI

      10.1103/physreva.96.033614

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Colliding Polaronic Clouds Immersed in a Fermi Sea2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tajima, Junichi Takahashi, Eiji Nakano, and Kei Iida
    • 学会等名
      International Symposium on Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems (CLUSHIQ2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強結合フェルミ原子気体におけるpre-formed Cooper-pair間に現れる2体、3体相互作用効果2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤龍平, 鏡原大地, 真辺幸喜, 田島裕之, 猪谷太輔, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複素ランジュバン法の適用範囲とクーパー対凝縮の関係2020

    • 著者名/発表者名
      筒井翔一朗, 田島裕之, 土居孝寛
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複素ランジュバン法によるインバランスを持つ2成分フェルミ原子気体の相構造の研究2020

    • 著者名/発表者名
      土居孝寛, 田島裕之, 筒井翔一朗
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 双極子相互作用する冷却フェルミガス中のポーラロン基底状態II2020

    • 著者名/発表者名
      西村和也, 仲野英司, 飯田圭, 田島裕之, 宮川貴彦, 藪博之
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Superconducting fluctuation effects in the multi-band BCS-BEC crossover2020

    • 著者名/発表者名
      田島裕之, Yuriy Yerin, Andrea Perali, and Pierbiagio Pieri
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェルミ超流動の多体理論:冷却原子気体から中性子星へ2019

    • 著者名/発表者名
      田島裕之, 初田哲男, Pieter van Wyk, 大橋洋士
    • 学会等名
      理研iTHEMS-九大ジョイントワークショップ「数理が紡ぐ素粒子・原子核・宇宙」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強相関フェルミ粒子系の多体理論:冷却原子気体から非対称核物質へ2019

    • 著者名/発表者名
      田島裕之, 初田哲男, Pieter van Wyk, 大橋洋士
    • 学会等名
      2019年度四国地区理論物理学セミナー「原子核から超新星爆発の世界を探る」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Superfluidity and pairing fluctuations: From ultracold Fermi atomic gas to asymmetric nuclear matter in a neutron star2019

    • 著者名/発表者名
      H. Tajima, P. van Wyk, T. Hatsuda, and Y. Ohashi
    • 学会等名
      The 2nd international Workshop on Quantum Many-Body Problems in Particle, Nuclear, and Atomic Physics
    • 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] Superfluid phase transition and effects of pairing fluctuations in neutron star matter at subnuclear densities2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tajima, T. Hatsuda, P. van Wyk, and Y. Ohashi
    • 学会等名
      Fifth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the APS and the JPS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-body correlations in SU(3) Fermi gases2018

    • 著者名/発表者名
      H. Tajima and P. Naidon
    • 学会等名
      International conference on Quantum Fluids and Solids (QFS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有限温度における多体フェルミポーラロン2018

    • 著者名/発表者名
      田島裕之, 内野瞬
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 強相関フェルミ原子気体の1粒子励起スペクトルに対する有効距離補正2018

    • 著者名/発表者名
      田島裕之
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Many Fermi polarons in a strongly interacting polarized mixture2018

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki
    • 学会等名
      Group meeting and talks in BEC Center, University of Trento
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 冷却原子気体の強結合理論で探る非対称核物質の超流動相転移2018

    • 著者名/発表者名
      田島裕之、van Wyk Pieter、初田哲男、大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 低密度非対称核物質の超流動相転移2018

    • 著者名/発表者名
      田島裕之、van Wyk Pieter、初田哲男、大橋洋士
    • 学会等名
      新学術領域「中性子星核物質」理論班研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多成分フェルミ原子気体の強結合理論と非対称核物質への応用2017

    • 著者名/発表者名
      田島裕之、初田哲男、大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Strongly interacting multi-component fermions: From ultracold Fermi atomic gas to neutron star interior2017

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Hatsuda Tetsuo、Ohashi Yoji
    • 学会等名
      International conference on Low Temperature Physics (LT28)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極低温フェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバーと強結合理論2017

    • 著者名/発表者名
      田島裕之
    • 学会等名
      岡山大学 異分野基礎科学研究所量子宇宙研究コアセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ユニタリー極限近傍の超流動フェルミ原子気体の熱力学的性質に対する強結合補正2017

    • 著者名/発表者名
      田島裕之
    • 学会等名
      東京工業大学 量子物理学・ナノサイエンス第208回セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多成分フェルミ原子気体の強結合理論による非対称核物質の超流動相転移の解析2017

    • 著者名/発表者名
      田島裕之、van Wyk Pieter、初田哲男、大橋洋士
    • 学会等名
      第6回「中性子星核物質」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Hiroyuki Tajima

    • URL

      https://sites.google.com/view/hiroyukitajima/home

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   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