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トポロジカル超流動の実現可能生

研究課題

研究課題/領域番号 17K14364
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京都立大学

研究代表者

吉見 恵美子 (荒畑恵美子)  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (30706411)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード超流動 / トポロジカル / 冷却原子気体 / 超流動の崩壊 / BCS-BEC クロスオーバー / 量子エレクトロニクス
研究成果の概要

本研究では、弱強度光格子BCS-BECクロスオーバー領域における弱強度光格子中のスピン軌道相互作用(SOC)をもつフェルミ原子気体超流動の実現可能生の検証、及び、その性質を解明を行った、発生する超流動がトポロジカル超流動であるか検証し、トポロジカル超流動と超伝導の関連性およびその普遍的な性質について解明した。
具体的には、 弱強度光格子を利用したS0Cを持つフェルミ原子気体の超流動超流動転移温度やs波超流動とp波超流動の混成比率の光強度依存性や相互作用依存性を明らかにした。また、光格子を等速運動させた場合における超流動の崩壊などの動的性質を詳細に調べ、超流動の安定性について明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、超流動がトポロジカル超流動であるか検証し、トポロジカル超流動と超伝導における普遍 的な物理現象の詳細な解明を目指した。本研究では実験できる状況を念頭に置いて結果を出しているため、実験との比較が容易に出来ることから、これまで不確かであったトポロジカル量子現象について新たな 解釈を与えることが期待される。
本研究で行った、超流動の崩壊といった動的性質は超流動の素励起や集団励起の性質をよく反映するが、その研究は少ない。光格子がある場合については スピン軌道相互作用のない超流動ですら理論的研究は不十分であり、本研究により、新奇な物理現象・性質の発見・解明につながることが期待される。

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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

    (10件)

すべて 2024 2023 2021 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Simulation method for evaporative cooling of trapped Bose gases at finite temperatures2024

    • 著者名/発表者名
      E.arahata and T. Nikuni
    • 雑誌名

      34th IUPAP Conference on Computational Physics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ground-state and Excitation Spectra of Bose-;Fermi Mixtures in a Three-Dimensional Optical Lattice2019

    • 著者名/発表者名
      Rei;Hatsuda, and Emiko Arahata
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jan

      巻: 89 号: 2 ページ: 024601-024601

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.024601

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three Sound Modes in a Bose-Fermi Superfluid Mixture at Finite Temperatures2019

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ono, Rei Hatsuda, Kenta Shiina, Hiroyuki Mori, and Emiko Arahata
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 88 号: 3 ページ: 034003-034003

    • DOI

      10.7566/jpsj.88.034003

    • NAID

      40021839100

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Current of Fermions Induced in Spin Orbit Coupled Bose-Fermi Mixture2018

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Sakamoto, Yosuke Ono, Emiko Arahata, and Hiroyuki Mori
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 87 号: 7 ページ: 074004-074004

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.074004

    • NAID

      40021595089

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ground State of Bosons in Bose-;Fermi Mixture with Spin-Orbit Coupling2017

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Sakamoto, Yosuke Ono, Rei Hatsuda, Kenta Shiina, Emiko Arahata, and Hiroyuki Mori
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 86 ページ: 075003-075003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Simulation method for evaporative cooling of trapped Bose gases at finite temperatures2023

    • 著者名/発表者名
      E.arahata and T. Nikuni
    • 学会等名
      CCP2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シミュレーションデータを教師とした機械学習によるBose原子気体超流動の温度推定2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤義土, 吉見一慶, 二国徹郎, 荒畑恵美子
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元光格子中ボーズ-フェルミ混合系の基底状態及び励起状態の解析II2019

    • 著者名/発表者名
      初田黎, 坂本良平, 小野洋輔, 椎名拳太, 森弘之, 荒畑恵美子
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 回転するBose原子気体の蒸発冷却シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      荒畑恵美子, 二国徹郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Vortex Lattice in Superfluid Bose Gases at Finite Temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      Emiko Arahata and Tetsuro Nikuni
    • 学会等名
      28th International Conference on Low Temperature Physics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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