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Interacting topological phases and operator algebras

研究課題

研究課題/領域番号 19K14548
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分12010:基礎解析学関連
研究機関名古屋大学 (2023)
東北大学 (2019-2022)

研究代表者

ボーン クリストファー・ジャック  名古屋大学, 教養教育院, 准教授 (20830110)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードTopological phase / Operator algebras / Index theory / 作用素環論 / トポロジカル相 / 指数理論 / Quantum walks / Topological phases / Quantum walk / Operator Algebras / Gapped ground state / SPT phase / operator algebras / gapped ground state / ground state / spectral flow / K-theory
研究開始時の研究の概要

We will use tools from operator algebras to prove precise statements that characterise gapped ground states of quantum spin chains. Cohomology theories can be incorporated into this framework which will clarify the manifestly topological nature of such ground states.

研究成果の概要

本プロジェクトはギャップのある基底状態のトポロジカル的な性質を研究することです.すなわち,低エネルギーの量子力学において少し変化しても,不変量の性質です.作用素環,非可換指数理論といった枠組みを用いて研究しました.
作用素環のホモロジー・コホモロジーを使用して,さまざまなギャップのある基底状態の位相的な性質を明らかにしました.

研究成果の学術的意義や社会的意義

Ground states give the most basic information about quantum mechanical system. By understanding the topological properties of ground states, we can understand which systems can be loosely connected and which are manifestly distinct. This aids our conceptual understanding of materials.

報告書

(6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
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 15件、 招待講演 27件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Australian National Univeristy/University of Wollongong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Leiden Univeristy(オランダ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Leiden University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Australian National University/University of Wollongong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Leiden University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Australian National University/University of Wollongong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Leiden University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Wollongong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Erlangen-Nuremberg/University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Wollonong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Index Theory of Chiral Unitaries and Split-Step Quantum Walks2023

    • 著者名/発表者名
      Bourne Chris, Nagoya University, Japan
    • 雑誌名

      Symmetry, Integrability and Geometry: Methods and Applications

      巻: 19 (053) ページ: 1-39

    • DOI

      10.3842/sigma.2023.053

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Locally equivalent quasifree states and index theory2022

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 55 号: 10 ページ: 104004-104004

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ac508b

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Localised Module Frames and Wannier Bases from Groupoid Morita Equivalences2021

    • 著者名/発表者名
      Bourne Chris、Mesland Bram
    • 雑誌名

      Journal of Fourier Analysis and Applications

      巻: 27 号: 4 ページ: 1-39

    • DOI

      10.1007/s00041-021-09873-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The classification of symmetry protected topological phases of one-dimensional fermion systems2021

    • 著者名/発表者名
      Bourne Chris、Ogata Yoshiko
    • 雑誌名

      Forum of Mathematics, Sigma

      巻: 9 ページ: 1-45

    • DOI

      10.1017/fms.2021.19

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The Cayley transform in complex, real and graded K-theory2020

    • 著者名/発表者名
      Bourne Chris、Kellendonk Johannes、Rennie Adam
    • 雑誌名

      International Journal of Mathematics

      巻: 31 号: 09 ページ: 1-50

    • DOI

      10.1142/s0129167x20500743

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The KO-valued spectral flow for skew-adjoint Fredholm operators2020

    • 著者名/発表者名
      Bourne Chris、Carey Alan L.、Lesch Matthias、Rennie Adam
    • 雑誌名

      Journal of Topology and Analysis

      巻: online first 号: 02 ページ: 1-52

    • DOI

      10.1142/s1793525320500557

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On Z_2-indices for ground states of fermionic chains2020

    • 著者名/発表者名
      Bourne Chris、Schulz-Baldes Hermann
    • 雑誌名

      Reviews in Mathematical Physics

      巻: 32 号: 09 ページ: 2050028-2050028

    • DOI

      10.1142/s0129055x20500282

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Spectral properties of quantum walk unitaries2024

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      ANU Partial Differential Equations and Analysis Seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Operator algebras and index theory in quantum walks2024

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Noncommutative Geometry, Analysis on Groups, and Mathematical Physics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectral and topological properties of quantum walks2024

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Himeji Conference on Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological indices/phases of gapped fermionic ground states2023

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Workshop on Operator Algebras, Deformation Quantization and Related Field Theories
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topological stability of quantum walks and related2023

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An operator algebraic approach to quantum walks2023

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Studies on long time behavior for quantum walks
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ウォークへの作用素環的なアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      作用素論・作用素環論研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Index theory and topological phases for symmetric quantum walks2023

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      CREST Research Seminar on "Theoretical studies of topological phases of matter"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Split-step quantum walks, chiral unitaries and K-theory2022

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      University of Wollongong Operator Algebras and Noncommutative Geometry Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fermionic gapped ground states, topological phases and index theory2022

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Winter School and Conference on Noncommutative Geometry and Geometric Analysis
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SPT phases of quaisfree ground states and coarse geometry2022

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Oxford University QFT Seminar Series
    • 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] Fermionic gapped ground states and topological phases in the infinite volume limit2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      CREST Research Seminar on "Theoretical studies of topological phases of matter"
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Locally equivalent quasifree states and the coarse index2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the Australian Mathematics Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Symmetry protected topological (SPT) phases of infinite fermion chains2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the Australian Mathematics Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Localized/de-localized Wannier bases of aperiodic Schroedinger operators2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      ICMP Satellite Workshop: Topological Phases of Matter
    • 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] KK-theory and free fermionic topological phases2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Simon's Center online workshop: C*-algebras, K-theories and Noncommutative Geometries of Correlated Condensed Matter Systems
    • 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] Aperiodic and amorphous topological phases2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      RIKEN iTHEMS Quantum Matter Study Group Seminar
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symmetry protected topological (SPT) phases of infinite fermion chains2021

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Wollongong Operator Algebra and Noncommutative Geometry Seminar
    • 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] Introduction to the mathematics of (aperiodic) topological materials2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Joint Applied Math Online Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symmetry protected topological (SPT) phases of infinite fermion chains2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      The Second Joint RIKEN-Tohoku Workshop
    • 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] Symmetry protected topological (SPT) phases of infinite fermion chains2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Wales Mathematical Physics - Physical Mathematics Seminar
    • 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] Wannier bases and topology of aperiodic Schroedinger operators2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Rigorous Statistical Mechanics and Related Topics II
    • 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] The Cayley transform and K-theory2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      University of Erlangen-Nuremberg Mathematical Physics Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Cayley transform in complex, real and graded K-theory2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Bonn University Seminar in Global Analysis and Operator Algebras
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral flow, index theory and free-fermionic topological phases2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Cologne University Theoretical Physics Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral flow and topological phases2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Noncommutative Geometry, Analysis, and Topological Insulators
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral flow and topological phases2020

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Topological phenomena in non-Hermitian and non-equilibrium systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Z_2-indices of ground states of fermionic chains2019

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Topological Phases of Interacting Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Groupoid cocycles and Delone dynamical systems2019

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Groupoids, Graphs and Algebras
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The Cayley transform and K-theory2019

    • 著者名/発表者名
      Chris Bourne
    • 学会等名
      Operator Algebras and Noncommutative Geometry seminar, University of Wollongong
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Personal academic webpage

    • URL

      https://sites.google.com/site/khomologyzone/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Nagoya University reseachers database

    • URL

      https://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/html/100012796_en.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Personal academic webpage

    • URL

      https://sites.google.com/site/khomologyzone/home

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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