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中間結合理論の多体系への拡張とハドロンおよび冷却原子少数多体系への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K05445
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関高知大学

研究代表者

仲野 英司  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (70582477)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード冷却原子多体系 / ボーズ・ポーラロン / ダイポール・フェルミ気体 / 量子枯渇 / アルファ粒子 / フェルミ・ポーラロン / 不純物粒子 / 準粒子 / 媒質効果 / 冷却原子ポーラロン / 媒質中のハドロン / ダイポール・ダイポール相互作用 / 不純物 / 角運動量保存 / ハドロン / 中性子星 / ボゴリューボフ・ドジャン / カイラル対称性の部分的回復 / 理論核物理 / 物性理論
研究成果の概要

気体や固体に異種粒子(不純物粒子)を一つ入れると、この粒子の性質、例えば質量や寿命など、は真空のそれと比べて変化する。これは不純物粒子と環境(気体や固体中)を構成する粒子との相互作用によって生じる。このように、同質な多自由度系に異種粒子が僅かに混じっている状況はいろいろな場面で現れる。本研究では、冷却原子系のボーズ・アインシュタイン凝縮体やフェルミ縮退系に埋め込まれた不純物原子、および、核物質中のアルファ粒子を題材として、相互作用の強度や異方性などのパラメタと不純物粒子の性質変化との関係を明らかにした。これらの成果は不純物粒子が更に2つ、3つとある場合の少数粒子相関を調べるための基礎となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

特殊な環境下や媒質中に混入した異種粒子の性質を解明することは一般の量子混合多体系の理解への貢献であり、更に異種粒子の少数多体系を理解する上での基礎を与える。同様の物理系は多く想定されるので本研究で開発された手法や知見は広く有用である。実際に本研究では主に冷却原子系の不純物問題に重点を置き、環境自由度と不純物原子の相互作用、環境の統計性や非等方性と不純物粒子の性質変化の関係を理論的に評価する手法を示した。これは実験においても再現可能であり、従来にない成果である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Center for Optical Quantum Technologies/Department of Physics/University of Hamburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Ground state of the polaron in an ultracold dipolar Fermi gas2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Kazuya、Nakano Eiji、Iida Kei、Tajima Hiroyuki、Miyakawa Takahiko、Yabu Hiroyuki
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 103 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1103/physreva.103.033324

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting nonlocal interpolaron interactions from collisional dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Junichi、Tajima Hiroyuki、Nakano Eiji、Iida Kei
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 103 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1103/physreva.103.043334

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polaron Problems in Ultracold Atoms: Role of a Fermi Sea across Different Spatial Dimensions and Quantum Fluctuations of a Bose Medium2021

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Takahashi Junichi、Mistakidis Simeon、Nakano Eiji、Iida Kei
    • 雑誌名

      Atoms

      巻: 9 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.3390/atoms9010018

    • 関連する報告書
      2020 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] Collisional dynamics of polaronic clouds immersed in a Fermi sea2020

    • 著者名/発表者名
      Tajima Hiroyuki、Takahashi Junichi、Nakano Eiji、Iida Kei
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 102 号: 5 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1103/physreva.102.051302

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quasiparticle properties of a single α particle in cold neutron matter2020

    • 著者名/発表者名
      Nakano Eiji、Iida Kei、Horiuchi Wataru
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 102 号: 5 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevc.102.055802

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bose polaron in spherical trap potentials: Spatial structure and quantum depletion2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi J.、Imai R.、Nakano E.、Iida K.
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 100-23624 号: 2 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1103/physreva.100.023624

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deformation of neutron stars due to poloidal magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      Yanase K、Yoshinaga N、Nakano E、Watanabe C
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 83-E01 号: 8 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz074

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bose polaron in spherically symmetric trap potentials: Ground states with zero and lower angular momenta2019

    • 著者名/発表者名
      Kano Watanabe, Eiji Nakano, and Hiroyuki Yabu
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW A

      巻: 99 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreva.99.033624

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin polarized phases in strongly interacting matter: Interplay between axial-vector and tensor mean fields2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Maruyama, Eiji Nakano, Kota Yanase and Naotaka Yoshinaga
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 97-114014 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.114014

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 冷たい中性子物質におけるアルファ粒子の準粒子描像2021

    • 著者名/発表者名
      仲野英司、飯田圭、堀内渉
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 量子ダイナミクスからポーラロン間非局所相互作用を抽出する方法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      高橋淳一, 田島裕之, 仲野英司, 飯田圭
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スピン軌道相互作用を伴う量子不純物系の角運動量散逸Ⅱ2021

    • 著者名/発表者名
      畑知宏, 仲野英司, 田島裕之, 高橋淳一, 飯田圭
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ポーラロンクラウドの衝突ダイナミクス2020

    • 著者名/発表者名
      田島裕之, 高橋淳一, 仲野英司, 飯田圭
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スピン軌道相互作用を伴う量子不純物系の角運動量散逸2020

    • 著者名/発表者名
      畑知宏, 仲野英司, 飯田圭
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The ground state of a polaron in ultra cold dipolar Fermi gases2019

    • 著者名/発表者名
      K.Nishimura, E.Nakano, K.Iida, H.Tajima, T.Miyakawa, and H. Yabu
    • 学会等名
      "Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems" (MEXT-Kakenhi 18H05400)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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Ⅱ2019

    • 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75会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン自由度をもつ量子不純物系のダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      畑知宏, 仲野英司, 飯田圭, 藪博之
    • 学会等名
      日本物理学会75会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン自由度のある量子不純物系のダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      畑知宏、仲野英司、飯田圭
    • 学会等名
      2019年四国地区理論物理学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 双極子間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2018

    • 著者名/発表者名
      西村和也,仲野英司,飯田圭,宮川貴彦,藪博之
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] クランキング法を用いた球対称トラップ中の冷却原子ボース・ポーラロン2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺花乃、仲野英司、藪博之
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フォノン間相互作を考慮した冷却原子ボースポーラロンの基底状態2018

    • 著者名/発表者名
      西村和也、仲野英司、飯田圭
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フォノン間相互作用を考慮したボース・アインシュタイン凝縮体内のポーラロン基底エネルギー2017

    • 著者名/発表者名
      西村和也、仲野英司
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トラップ中のボーズ・アインシュタイン凝縮体に埋め込まれたフェルミオン不純物の基底状態2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺花乃、仲野英司
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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