ボース凝縮体の磁気相転移におけるキッブル・ズレック機構

• 研究課題/領域番号: 20540388
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 斎藤 弘樹 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (60334497)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 量子エレクトロニクス / ボース・アインシュタイン凝縮 / 量子渦 / キッブル・ズレック機構 / 冷却原子気体 / 磁化

研究概要

本研究は超流動体における量子渦と磁性という二つの観点から広い範囲に展開し、豊富な結果を得ることができた。外部磁場を振動させることで新しいタイプのキッブル・ズレック機構が現れることを明らかにした。量子流体における様々な流体不安定性を調べ、量子渦が重要な役割を果たすことを明らかにした。超流動性と磁性という二つの特徴を持った磁性超流動体という新しい系において様々な現象を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Capillary instability in a two-component Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of bubbles in a two-component Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of bubbles in a two-component Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover between Kelvin-Helmholtz and counter-superflow instabilities in two-component Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoya Suzuki, Hiromitsu Takeuchi, Kenichi Kasamatsu, Makoto Tsubota, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Connection between rotation and miscibility in a two-component Bose-Einstein condensate (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shimodaira, Tetsuo Kishimoto, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benard-von Karman vortex street in a Bose-Einstein condensate (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review Letters 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling phase separation of binary Bose-Einstein condensates via mixed-spin-channel Feshbach resonance (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tojo, Yoshihisa Taguchi, Yuta Masuyama, Taro Hayashi, Hiroki Saito, Takuya Hirano
  • 雑誌名: Physical Review A 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic crystallization of a ferromagnetic Bose-Einstein condensate (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kawaguchi, Hiroki Saito, Kazue Kudo, Masahito Ueda
  • 雑誌名: Physical Review A 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Symmetry-breaking magnetization dynamics of spinor dipolar Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Hoshi, H.Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Kelvin-Helmholtz instability in phase-separated two-component Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Takeuchi, N.Suzuki, K.Kasamatsu, H.Saito, M.Tsubota
  • 雑誌名: Physical Review B 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic crystallization of a ferromagnetic Bose-Einstein condensate (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kawaguchi, Hiroki Saito, Kazue Kudo, Masahito Ueda
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling phase separation of binary Bose-Einstein condensates via mixed-spin-channel Feshbach resonance (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tojo, Yoshihisa Taguchi, Yuta Masuyama, Taro Hayashi, Hiroki Saito, Takuya Hirano
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benard-von Karman vortex street in a Bose-Einstein condensate (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Connection between rotation and miscibility in a two-component Bose-Einstein condensate (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shimodaira, Tetsuo Kishimoto, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crossover between Kelvin-Helmholtz and counter-superflow instabilitiesin two-component Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoya Suzuki, Hiromitsu Takenchi, Kenichi Kasamatsu, Makoto Tsubota, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rayleigh-Taylor instability mushroom-pattern formation in a two-component Bose-Einstein condensate (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaki, N.Suzuki, D.Akamatsu, H.Saito,
  • 雑誌名: Physical Review A 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-dependent inelastic collisions in spin-2 Bose-Einstein condensates (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Tojo, T.Hayashi, T.Tanabe, T.Hirano, Y.Kawaguchi, H.Saito, M.Ueda
  • 雑誌名: Physical Review A 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comment on "Fragmented metastable states exist in an attractive Bose-Einstein condensate for atom numbers well above the critical number of the Gross-Pitaevskii theory" (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review Letters 103 ページ: 18901-18901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent collapses of dipolar Bose.Einstein condensates for different trap geometries (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Metz, T.Lahaye, B.Frohlich, A.Griesmaier, T.Pfau, H.Saito, Y.Kawaguchi, M.Ueda
  • 雑誌名: New Journal of Physics 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferrofluidity in a Two-Component Dipolar Bose-Einstein Condensate (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Saito, Y.Kawaguchi, M.Ueda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent collapses of dipolar Bose-Einstein condensates for different trap geometries (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Metz, T.Lahaye, B.Frohlich, A.Griesmaier, T.Pfau, H.Saito, Y.Kawaguchi, M.Ueda
  • 雑誌名: New Journal of Physics 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rayleigh-Taylor instability and mushroom-pattern formation in a two-component Bose-Einstein condensate (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sasaki, N.Suzuki, D.Akamatsu, H.Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization of a half-quantum vortex in a spinor Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Hoshi, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 78 ページ: 53618-53618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin-vortex nucleation in a Bose-Einstein condensate by a spin-dependent rotating trap (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Chiba, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamical Casimir effect for magnons in a spinor Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito, Hiroyuki Hyuga
  • 雑誌名: Physical Reviev A 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] d-wave collapse and explosion of a dipolar Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Lahaye,J.Metz,B.Frohlich,T.Koch,M.Meister, A.Griesmaier,T.Pfau,H.Saito,Y.Kawaguchi,M.Ueda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 101
  • 査読あり
• [雑誌論文] d-wave collapse and explosion of a dipolar Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: Lahaye, Metz, Frohlich, Koch, Meister, Griesmaier, Pfau, Saito, Kawaguchi, Ueda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamica1 Casimir effect for magnons in a spinor Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito, Hiroyuki Hyuga
  • 雑誌名: Physical Review A 78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetizat ion of a half-quantum vortex in a spinor Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Hoshi, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review A 78
  • 査読あり
• [学会発表] 2成分BECにおけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性と対向流不安定性のクロスオーバー (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木直也、竹内宏光、笠松健一、坪田誠、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] リング型トラップにおける二成分BECの混合性と回転 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下平崇之、岸本哲夫、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 2成分BECにおけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性と対向流不安定性のクロスオーバー (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木直也、竹内宏光、笠松健一、坪田誠、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] リング型トラップにおける二成分BECの混合性と回転 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下平崇之、岸本哲夫、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Benard-von Karman vortex street in a Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 斎藤弘樹
  • 学会等名: Macroscopic Quantum Control Conference on Ultracold Atoms and Molecules
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] Benard-von Karman vortex street in a Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, Hiroki Saito
  • 学会等名: Macroscopic Quantum Control Conference on Ultracold Atoms and Molecules
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] ボース・アインシュタイン凝縮体における流体不安定性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: 理研シンポジウム「量子凝縮系の非線形・非平衡現象」
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2011-01-04
• [学会発表] ボース・アインシュタイン凝縮体におけるカルマン渦列 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹、鈴木直也、斎藤弘樹
  • 学会等名: 電通大農工大第7回合同シンポジウム
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] Various instabilities in Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: Model Equations in Bose-Einstein Condensation
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] BECにおけるカルマン渦列 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹、鈴木直也、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] BECにおけるカルマン渦列 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹、鈴木直也、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 磁気双極子相互作用によるBECの磁化ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 星翔一, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 2成分BECの界面におけるレイリー・テイラー不安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 赤松大輔, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 2成分BECの界面におけるレイリー・テイラー不安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 赤松大輔, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 磁気双極子相互作用によるBECの磁化ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 星翔一, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Ferrofluidity in dipolar Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹, 川口由紀, 上田正仁
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials
  • 発表場所: Yokoham
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Interface instabilities in two-component Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: 鈴木直也, 佐々木一樹, 斎藤弘樹
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Ferrofluidity in dipolar Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Saito, Y.Kawaguchi, M.Ueda
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] Interface instabilities in two-component Bose-Einstein condensates (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Suzuki, K.Sasaki, H.Saito
  • 学会等名: International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] 原子気体BECにおける磁性流体力学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: 本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 原子気体BECにおける磁性流体力学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 2成分BECにおけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木直也、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 2成分BECにおけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木直也, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] Shear-flow instability in two-component Bose-Einstein condensates (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Takeuchi, N.Suzuki, K.Kasamatsu, H.Saito, M.Tsubota
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Fluids and Solids
  • 発表場所: Northwestern Univ., USA
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] スピノールBECにおける動的カシミール効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹、日向裕幸
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] ダイポールBECにおける磁区パターン形成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川口由紀、斎藤弘樹、上田正仁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Topological defect formation in spinor and dipolar Bose-Einstein condensates (2008)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: The 8th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Perth, Australia
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] Topological defect formation in spinor and dipolar Bose-Einstein condensates (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Sai to
  • 学会等名: The 8^<th>Asian International Seminar onAtomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Perth, Australia
  • 年月日: 2008-11-28
• [学会発表] 回転トラップ中のBECにおけるスピン渦の生成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千葉宏樹、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] スピノールBECにおけるhalf-quantum vortexの磁化ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 星翔一、斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] ラビ振動によるBECドロップレットの安定化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹、R.G.Hulet, 上田正仁
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Kibble-Zurek mechanism in magnetization of a spinor Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics
  • 発表場所: 日立基礎研究所
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] Kibb1e-Zurek mechanism in magnetization of a spinor Bose-Einstein condensate (2008)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 学会等名: The 9^<th> International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics
  • 発表場所: 日立基礎研究所
  • 年月日: 2008-08-27