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電子の軌道運動に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14333
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関広島大学 (2021-2022)
東京大学 (2017-2020)

研究代表者

多田 靖啓  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (20609937)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード軌道角運動量 / 軌道効果 / 磁場 / 量子臨界現象 / カイラル超流動体 / Diracフェルミオン / 電子間相互作用 / 磁場中電子系 / 対称性 / 相互作用 / ディラック電子 / 電子相関 / サイクロトロン共鳴 / 近藤絶縁体 / スピン液体 / カイラル超流動 / ディラック系 / 相転移 / 光渦 / 磁性 / カイラル超伝導 / Fulde-Ferrell state / 強磁性 / エッジ電流 / 反磁性 / magnetic catalysis / 強相関電子系 / 軌道角運動量・磁性 / 表面電流
研究成果の概要

本課題では、電子が空間的に運動することに付随する量子力学的効果について理論的研究を行った。期間中に行った研究を箇条書き的に列挙すると、「超流動体・超伝導体における軌道運動効果」、「磁場中Dirac系の量子臨界性」、「光渦による軌道運動効果」、「近似的な磁気並進対称性」などである。
まず、中性超流動体における軌道角運動量パラドックスを議論した。特に、軌道角運動量の振る舞いがパラドックス的に振る舞う原因として、この物理量の非熱力学性を指摘した。また本課題では、相互作用するDirac系の磁場中物性を理解するために、数値計算を用いて量子相転移の様子を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カイラル超流動体の軌道角運動量パラドックスについては、それまで40年間の研究の歴史の中で、そもそも軌道角運動量の値が何かしら定まっており、問題はその値を明らかにすることであると考えられてきた。研究代表者が示したことは、そもそも軌道角運動量はバルクに定まった値をもたず、表面条件などの普段は無視してしまう条件に非常に敏感に依存する、ということである。これはこの問題を根本から問い直すものであり、問題の解決に向けた重要な一歩であるということができる。

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 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

    (48件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 10件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] The Technical University of Munich(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Gapless symmetry-protected topological phase of quantum antiferromagnets on anisotropic triangular strip2022

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Yuichiro、Furuya Shunsuke C.、Ueda Atsushi、Tada Yasuhiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 106 号: 14 ページ: 144436-144436

    • DOI

      10.1103/physrevb.106.144436

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust orbital diamagnetism in correlated Dirac fermions2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 24 号: 9 ページ: 093018-093018

    • DOI

      10.1088/1367-2630/ac8e8e

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting Anderson-Higgs mechanism: application of Lieb-Schultz-Mattis theorem2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2164 号: 1 ページ: 012020-012020

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2164/1/012020

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lieb-Schultz-Mattis theorem in higher dimensions from approximate magnetic translation symmetry2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 127 号: 23 ページ: 237204-237204

    • DOI

      10.1103/physrevlett.127.237204

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum criticality of magnetic catalysis in two-dimensional correlated Dirac fermions2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 3 ページ: 033363-033363

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.033363

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cyclotron resonance in Kondo insulator2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 2 ページ: 023194-023194

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.023194

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum valence bond ice theory for proton-driven quantum spin-dipole liquids2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiko G. Yamada and Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 4 ページ: 043077-043077

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.043077

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum phase transition and criticality in quasi-one-dimensional spinless Dirac fermions2019

    • 著者名/発表者名
      Tada Yasuhiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 12 ページ: 125145-125145

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.125145

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accessing electromagnetic properties of matter with cylindrical vector beams2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita Hiroyuki、Tada Yasuhiro、Sato Masahiro
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 21 号: 7 ページ: 073010-073010

    • DOI

      10.1088/1367-2630/ab26d1

    • 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] Nonthermodynamic nature of the orbital angular momentum in neutral fermionic superfluids2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 号: 21 ページ: 214523-214523

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.214523

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fulde-Ferrell state in a ferromagnetic chiral superconductor with magnetic domain walls2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 雑誌名

      Physical Revew B

      巻: 97 号: 1 ページ: 14519-14519

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.014519

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decay of superconducting correlations for gauged electrons in dimensions D >= 42018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada and Toru Koma
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 59 号: 3 ページ: 31905-31905

    • DOI

      10.1063/1.5029282

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Many-body index for quadrupole insulators2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada, Masaki Oshikawa
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multipole index and Lieb-Schultz-Mattis operator2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada, Masaki Oshikawa
    • 学会等名
      Novel Quantum States in Condensed Matter 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Projective spatial symmetry and Lieb-Schultz-Mattis theorem2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Trans-Scale Quantum Science 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase diagram in anisotropic triangular strip spin model2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hidaka, Shunsuke C. Furuya, Atsushi Ueda, Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Trans-Scale Quantum Science 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gapless SPT phase in anisotropic triangular strip model2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hidaka, Shunsuke C. Furuya, Atsushi Ueda, Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子臨界的なDirac電子系における反磁性2022

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      物性研究所ワークショップ:1000T超強磁場科学の開拓
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Lieb-Schultz-Mattis theorem for long-range interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      Quantum Information Entropy in Physics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lieb-Schultz-Mattisの定理から再考するAnderson-Higgs機構2022

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 異方的三角strip模型におけるgapless SPT相2022

    • 著者名/発表者名
      日高裕一郎,古谷俊介,上田篤,多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁場中Dirac 半金属における量子臨界現象2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      物性研究所短期研究会:分子性固体研究の拡がり
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum criticality and spatial symmetry in interacting Dirac electrons under magnetic fields2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2020/2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強相関Dirac 電子系における量子臨界的な軌道反磁性2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 近似的磁気並進対称性からの 高次元 Lieb-Schultz-Mattis の定理2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 近似的空間対称性とLieb-Schultz-Mattisの定理2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      基礎物理学研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強相関ディラック電子系における磁場誘起量子臨界現象と反磁性2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      新学術領域「量子液晶の物性科学」QLCセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カイラル超流動体におけるエッジカレントと軌道角運動量の理論的研究2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強相関Dirac電子系における軌道磁場の効果2021

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 近藤絶縁体におけるサイクロトロン共鳴2020

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 強相関Dirac電子系における軌道磁場の効果2020

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum criticality of magnetic field induced order in a correlated Dirac semimetal2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カイラル超流動体における全軌道角運動量の非バルク性2020

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬1次元ディラック系におけるmagnetic catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 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] Proton-driven quantum spin-dipole liquid2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Tada
    • 学会等名
      Trends in Theory of Correlated Materials TTCM2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁場中電子についての研究2019

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      第9回 凝縮系理論の最前線
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 疑1次元ディラック系における臨界現象の数値的研究2019

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Cylindrical vector beamによる光物性2019

    • 著者名/発表者名
      藤田浩之, 多田靖啓, 佐藤正寛
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Theory of proton-driven quantum spin-dipole liquid2019

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      Topological Phases and Functionality of Correlated Electron Systems 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DMRG study of magnetic catalysis in Dirac system2019

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      第八回「強相関電子系理論の最前線」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁場中の短距離相互作用するディラック系の数値的研究2018

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子バレンスボンドアイスと、そのκ-H3(Cat-EDT-TTF)2との関係2018

    • 著者名/発表者名
      山田昌彦, 多田靖啓
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Giant magnetoresistance in Kondo superlattice2018

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      Novel Phenomena in Quantum Materials driven by Multipoles and Topology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超流動体における軌道角運動量について2017

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓
    • 学会等名
      第七回 強相関電子系理論の最前線
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] カイラル超流動体におけるエッジ流と軌道角運動量2017

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓、Frank Pollmann
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲージ場と結合する超伝導体におけるクーパー対相関の減衰2017

    • 著者名/発表者名
      多田靖啓、高麗徹
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] カイラル反強磁性体Mn3Snにおける表面状態の観測2017

    • 著者名/発表者名
      向笠清隆, 下澤雅明, 鈴木喜貴, 杉井かおり, 近藤潤, 山下穣, 多田靖啓, 中村壮智, 勝本信吾, Muhammad Ikhlas, 冨田崇弘, 肥後友也, 中辻知, Marcin Konczykowski, 松田祐司, 松浦康平, 水上雄太, 芝内孝禎
    • 学会等名
      日本物理学会 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: 2024-01-30  

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