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リウビル演算子の非エルミート縮退点と非平衡輸送緩和現象

研究課題

研究課題/領域番号 17K05585
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 数理物理・物性基礎
研究機関大阪府立大学

研究代表者

神吉 一樹  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10264821)

研究分担者 田中 智  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80236588)
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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード非エルミート縮退 / 例外点 / 非平衡統計力学 / 非エルミート量子力学 / 非エルミート / 光吸収スペクトル / 複素固有値問題
研究成果の概要

散逸量子系の振る舞いを現象論的方程式ではなく、力学法則に基づいて時間発展を記述する方程式である、密度行列についてのリウビル・フォンノイマン方程式・演算子についてのハイゼンベルクの運動方程式・波動関数についてのシュレーディンガー方程式の中の時間発展生成演算子を複素スペクトル解析の理論を適用して分析した。特に例外点と呼ばれる複素固有値の分岐点が現れる条件や、例外点が系の動的な振る舞いに与える影響を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の意義は、現象論的方程式に依らず、微視的力学原理に基づいて、非平衡現象を理解しようとしたところにある。特に、非エルミート縮退の現象が普遍的に起こることは、微視的模型に基づいて有効時間発展演算子を導き、その複素固有値問題を解くことにより初めて明らかとなった。

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

    (52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 (10件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] テキサス大学オースチン校/複雑量子系研究センター(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Anomalous Diffusion with an Apparently Negative Diffusion Coefficient in a One-Dimensional Quantum Molecular Chain Model2021

    • 著者名/発表者名
      Nakade Sho、Kanki Kazuki、Tanaka Satoshi、Petrosky Tomio
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 13 号: 3 ページ: 506-506

    • DOI

      10.3390/sym13030506

    • 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] Coherent single-spin electron resonance spectroscopy manifested at an exceptional-point singularity in doped polyacetylene2021

    • 著者名/発表者名
      Dunham Yujin、Kanki Kazuki、Garmon Savannah、Tanaka Satoshi、Ordonez Gonzalo
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 103 号: 4 ページ: 043513-043513

    • DOI

      10.1103/physreva.103.043513

    • 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] Anomalous diffusion of a quantum Brownian particle in a one-dimensional molecular chain2020

    • 著者名/発表者名
      Nakade Sho、Kanki Kazuki、Tanaka Satoshi、Petrosky Tomio
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 102 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreve.102.032137

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dissipative dynamical Casimir effect in terms of complex spectral analysis in the symplectic Floquet space2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Satoshi、Kanki Kazuki
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 12

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa129

    • 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
  • [雑誌論文] The Dynamical Casimir Effect in a Dissipative Optomechanical Cavity Interacting with Photonic Crystal2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Satoshi、Kanki Kazuki
    • 雑誌名

      Physics

      巻: 2 号: 1 ページ: 34-48

    • DOI

      10.3390/physics2010005

    • NAID

      120006895702

    • 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
  • [雑誌論文] Ultrafast Dynamics of High-Harmonic Generation in Terms of Complex Floquet Spectral Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yamane Hidemasa、Tanaka Satoshi
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 10 号: 8 ページ: 313-313

    • DOI

      10.3390/sym10080313

    • NAID

      120006895701

    • 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
  • [雑誌論文] Study of Fano Resonance in the Core-Level Absorption Spectrum in Terms of Complex Spectral Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Satoshi、Fukuta Taku、Petrosky Tomio
    • 雑誌名

      Springer Series in Optical Sciences book series

      巻: 219 ページ: 261-281

    • DOI

      10.1007/978-3-319-99731-5_11

    • ISBN
      9783319997308, 9783319997315
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Exact description of coalescing eigenstates in open quantum systems in terms of microscopic Hamiltonian dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Kanki Kazuki、Garmon Savannah、Tanaka Satoshi、Petrosky Tomio
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 58 号: 9 ページ: 092101-092101

    • DOI

      10.1063/1.5002689

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fano absorption spectrum with the complex spectral analysis2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuta, S. Garmon, K. Kanki, K. Noba, and S. Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 96 号: 5 ページ: 052511-052511

    • DOI

      10.1103/physreva.96.052511

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microscopic description of irreversibility in quantum Lorentz gas by complex spectral analysis of the Liouvillian outside the Hilbert space2017

    • 著者名/発表者名
      Petrosky T.、Hashimoto K.、Kanki K.、Tanaka S.
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 27 号: 10 ページ: 104616-104616

    • DOI

      10.1063/1.5002106

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ポリアセチレンの電荷移動散逸過程における単一電子スピン磁気共鳴異常2021

    • 著者名/発表者名
      田中智, ダンハム優仁, 神吉一樹, Savannah Garmon, Gonzalo Ordonez
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 現象論的拡散係数が負になり得る一次元量子系におけるH定理の証明2021

    • 著者名/発表者名
      中出捷, 神吉一樹, トミオ・ペトロスキー
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • 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有する1次元分子鎖の局所磁場による例外点多様体の変化2021

    • 著者名/発表者名
      ダンハム優仁, Gonzalo Ordonez, Savannah Garmon, 神吉一樹, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Volterra型積分方程式法による固体中の高次高調波発生の定式化と解析2021

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔, 池田達彦, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シンプレクティック・フロケー・リウビリアンの複素スペクトル解析による散逸的動的カシミール効果の理論2020

    • 著者名/発表者名
      田中智, 神吉一樹
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 一次元ポーラロン伝播における異常拡散と見かけ上の負の拡散係数2020

    • 著者名/発表者名
      中出捷, 神吉一樹, 田中智, トミオ・ペトロスキー
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ハミルトン力学のシンプレクティック性に由来する量子系の非エルミート性2020

    • 著者名/発表者名
      神吉一樹, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複素スペクトル解析による1次元フォトニック結晶と結合する微小共振器励起子ポラリトンの自発放射2020

    • 著者名/発表者名
      嶋川誠史, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 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有する1次元分子鎖の局所磁場による例外点多様体の変化2020

    • 著者名/発表者名
      ダンハム優仁, Gonzalo Ordonez, Savannah Garmon, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] フォトニック結晶と結合するオプトメカニカル共振器の動的カシミール効果2020

    • 著者名/発表者名
      田中智,神吉一樹
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] リウビル演算子の固有値・固有状態に基づく一次元ポーラロン伝播の輸送係数の解析2020

    • 著者名/発表者名
      中出捷,神吉一樹,田中智,トミオ・ペトロスキー
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] パラメトリック不安定系の複素固有モードと複素固有状態2020

    • 著者名/発表者名
      神吉一樹,田中智
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元量子ローレンツ気体のリウビリアンの複素固有値問題再考2019

    • 著者名/発表者名
      神吉一樹, Tomio Petrosky
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Davydov量子分子鎖モデルに現れる異常拡散2019

    • 著者名/発表者名
      中出捷, 神吉一樹, 田中智, トミオ・ペトロスキー
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フロケーリウビリアン複素スペクトル解析による量子真空パラメトリック増幅の微視的理論2019

    • 著者名/発表者名
      田中智, 神吉一樹
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Microscopic description of irreversibility in 1D quantum Lorentz gas by complex spectral analysis of the Liouville-von Neumann operator2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kanki
    • 学会等名
      Workshop on Non-Hermitian Quantum Mechanics in IIS-Chiba (NH2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-Hermitian Liouvillian dynamics in an unstable bosonic system with quadratic Hermitian Hamiltonian2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kanki
    • 学会等名
      Workshop on Non-Hermitian Quantum Mechanics in IIS-Chiba (NH2019TD)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum vacuum amplification of a dissipative optomechanical cavity in terms of the complex spectral analysis of Floquet-Liouvillian2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      Workshop on Non-Hermitian Quantum Mechanics in IIS-Chiba (NH2019TD)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 外場駆動された双極子振動子からの動的カシミール光子放出2019

    • 著者名/発表者名
      田中智, 神吉一樹, 山根秀勝
    • 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] 双極子振動子の量子外場での仮想励起による動的カシミール効果2019

    • 著者名/発表者名
      神吉一樹, 田中智
    • 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] 2つの散逸離散状態の準位交差における断熱的共鳴状態の幾何学的位相2019

    • 著者名/発表者名
      ダンハム優仁, Savannah Garmon, トミオペトロスキー, 田中智
    • 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] Photoabsorption spectral linewidth narrowing near an exceptional point with coalescing resonance states2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kanki, Savannah Garmon, Satoshi Tanaka, Tomio Petrosky
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-frequency resolved high-harmonic generation in terms of complex spectral analysis of Floquet Hamiltonian2018

    • 著者名/発表者名
      Yamane Hidemasa, Noba Ken-ich, Tomio Petrosky, Tanaka Satoshi
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissipative Quantum dynamics of High-Harmonic Generation2018

    • 著者名/発表者名
      Yamane Hidemasa, Tanaka Satoshi
    • 学会等名
      The 1st UJN-IMS-SKKU Symposium on Chemistry and Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast Dynamics of High-Harmonic Generation with Floquet Complex Spectral Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Satoshi, Yamane Hidemasa, Tomio Petrosky
    • 学会等名
      The 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast Dynamics of High-Harmonic Generation with Floquet Complex Spectral Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Satoshi, Yamane Hidemasa, Tomio Petrosky
    • 学会等名
      International Conference 2018 Non-equilibrium Dynamics of Condensed Matter in the Time Domain
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 駆動2準位系の高次サイドバンド発生におけるファノプロファイル形成ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      山根秀勝, 野場賢一, Tomio Petrosky, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質分子鎖中のポーラロン伝播の熱浴による安定化と拡散2018

    • 著者名/発表者名
      中出捷, 神吉一樹, Tomio Petrosky, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 外場駆動された双極子振動子からの動的カシミール光子放出2018

    • 著者名/発表者名
      田中智, 神吉一樹, 山根秀勝
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次高調波発生における入射光と放射光の相関2018

    • 著者名/発表者名
      山根秀勝、田中智
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元半導体中に置かれた2つの不純物のファノ吸収スペクトルにおける共鳴状態間の干渉効果2018

    • 著者名/発表者名
      森田大地, 田中智, Savannah Garmon, Tomio Petrosky
    • 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] 光の自然放出を記述するハミルトニアンの非線形複素固有値問題に現れたマンデルブロ集合2018

    • 著者名/発表者名
      小高大輔, Tomio Petrosky, 田中智
    • 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] 拡張Jordan基底による例外点近傍での特異な光吸収スペクトルの理論2018

    • 著者名/発表者名
      神吉一樹, 田中智, Tomio Petrosky
    • 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] 高次高調波発生過程におけるフロケ共鳴状態間の干渉効果2018

    • 著者名/発表者名
      山根秀勝, 野場賢一, Tomio Petrosky, 田中智
    • 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] 多重量子井戸における励起子量子ビートとコヒーレントフォノンの結合ダイナミクス:非エルミート・ハミルトニアンを用いた解析2018

    • 著者名/発表者名
      大畠悟郎, 大西洋平, 田中智, 溝口幸司
    • 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] CuCl λ-微小共振器における角度分解透過スペクトルのQ値依存性:非エルミート・ハミルトニアンを用いた解析2018

    • 著者名/発表者名
      西田拓哉, 大畠悟郎, 田中智, 溝口幸司
    • 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] 高次高調波発生における時空コヒーレンス転換ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      田中智
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子化ならぬ古典化による古典輻射減衰の理論2017

    • 著者名/発表者名
      田中智, 神吉一樹, トミオ・ペトロスキー
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的局在と量子ゼノン効果:二つの「局在」2017

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔, 山根秀勝, 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次高調波発生による超短パルス光の形成ダイナミクスとパルス形状制御:拡張フロケヒルベルト空間での複素スペクトル解析2017

    • 著者名/発表者名
      山根秀勝, 野場賢一, Tomio Petrosky 田中智
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 外場駆動2不純物開放量子系における干渉効果と電子の局在性2017

    • 著者名/発表者名
      相川和磨, 野場賢一, 田中智
    • 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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