| 研究課題/領域番号 |
19K14619
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分13010:数理物理および物性基礎関連
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| 研究機関 | 高知大学 (2021)
早稲田大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
高橋 淳一 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 特任助教 (60732211)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | ゼロモード / Bose-Einstein凝縮 / アルファ凝縮 / ポーラロン / ２成分系 / 場の量子論 / 媒介相互作用 / スピン軌道相互作用 / 物性基礎論 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 冷却原子系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ゼロモードとは、自発的対称性の破れに伴って現れる長波長モードであり、凝縮系・素粒子・宇宙物理など幅広い物理に現れることが知られているが、その量子揺らぎに関してはボゴリューボフ近似により無視される。しかし、この近似は一様系のみで正当化されるものであり、非一様系に対しゼロモード量子揺らぎを無視できる明確な根拠はない。実際、申請者らは、トラップに捕捉された１成分ボース・アインシュタイン凝縮体に対しゼロモード量子揺らぎの評価を行い、特定の領域では物理量に無視できない寄与を与えることを示した。本研究では、より多彩な物理系でゼロモード量子揺らぎを無視できない現象があることを示す。
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| 研究成果の概要 |
本研究はゼロモードの量子揺らぎが重要となる物理現象を解明することを目標としたものである。研究期間内では、２成分Bose-Einstein凝縮系、冷却原子系で実現されたポーラロン系、原子核のアルファ凝縮系、粒子の流入流出が伴う非平衡凝縮系を対象にゼロモード量子揺らぎに関する研究を行った。特に、本研究期間内ではゼロモード量子揺らぎが顕著に表れる系として、２成分凝縮体とアルファ凝縮系が有力であることを示すことができた。また、冷却原子系のポーラロン系や非平衡凝縮系についてはゼロモード量子揺らぎを解析する土台となる基礎方程式を導くことに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
１成分凝縮体を用いたこれまでの解析では、ゼロモード量子揺らぎは粒子数を極端に小さくすることでしか観測はできないと結論付けられていた。一方、２成分系では現実的な状況でゼロモード量子揺らぎが観測できる可能性がある。今後、ゼロモード量子揺らぎが物理量に効く領域があることが実験的に確認されれば、今まで正当な理由なく無視されてきたゼロモードを理論に組み込む必要が出てくるだろう。また、アルファ凝縮系の研究では、１６OのHoyle様状態においてアルファ凝縮が実現している可能性を示唆する結果を導いた。Hoyle状態でアルファ凝縮が実現されているか否かは未解決であり、本研究はアルファ凝縮側の一つの論拠となる。
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