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動的平均場理論に基づく光学格子中の冷却フェルミ原子の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20540390
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
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

菅 誠一郎  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40206389)

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 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード冷却フェルミ原子 / 光格子 / 動的平均場理論 / 超流動 / モット転移 / 3成分内部自由度 / カラー密度波 / カラー選択型反強磁性 / ペアモット絶縁体 / カラー選択型モット状態 / 軌道選択型BCS-BECクロスオーバー / 多軌道効果 / カラー原子密度波状態 / カラー反強磁性状態 / 超固体状態
研究概要

動的平均場理論に基づき、光格子中の冷却フェルミ原子を調べた。2軌道を持つ系では軌道間隔と引力に依存して、原子密度波、超流動、バンド絶縁体が現われることを明らかにし、引力から斥力までの相図を得た。また、バンド幅の違いを考慮すると、狭いバンドではBCS-BEC クロスオーバーが起こることを示した。次に、3成分内部自由度(カラー自由度)を持つ系を調べ、低温で現れるカラー原子密度波は、温度増加に伴い弱相関領域から強相関領域において、フェルミ流体、カラー選択型モット状態、ペアモット絶縁体へと相転移することを明らかにした。これら2つのモット状態は3成分系に特徴的な新奇なモット状態で、光会合分光により観測可能であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (22件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Two-orbital Kondo effect in quantum dot coupled to ferromagnetic leads2011

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshizumi, K.Inaba, T.Kita, S.Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Color superfluidity and trionic state of three-component lattice fermionic atoms2011

    • 著者名/発表者名
      S.Miyatake, K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      J.Phys.Conference series

      巻: 273

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-component Repulsive Fermionic Atoms in Optical Lattices at finite temperatures2011

    • 著者名/発表者名
      S.Suga, K.Inaba
    • 雑誌名

      J.Phys.Conference series

      巻: 273

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Color superfluid and trionic state of attractive three-component lattice fermionic atoms at finite temperatures2011

    • 著者名/発表者名
      K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      Modern Phys.Lett.B

      巻: 25(in press)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mott Transitions of Three-Component Fermionic Atoms with Repulsive Interaction in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      K. Inaba, S. Miyatake, S. Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A vol.82

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Component Fermionic Atoms with Repulsive Interaction in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S. Miyatake, K. Inaba, S. Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A vol.81

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mott Transitions of Three-Component Fermionic Atoms with Repulsive Interaction in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      K.Inaba, S.Miyatake, S.Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Color-Selective Mott Transition and Color Superfluid of Three-Component Fermionic Atoms with Repulsive Interaction in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Miyatake, K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 470

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Component Fermionic Atoms with Repulsive Interaction in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Miyatake, K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cellular Dynamical Mean Field Study on Two-Orbital Hubbard Model with Different Bandwidths2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 79

      ページ: 14713-14713

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions of three-component repulsive fermionic atoms in optical lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Miyatake, K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      Physica C 271(in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiorbital Kondo effect in quantum dots coupled to ferromagnetic leads2010

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshizumi, T.Kita, S.Suga
    • 雑誌名

      Physica E 42

      ページ: 868-870

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-Temperature Properties of Attractive Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices2009

    • 著者名/発表者名
      K. Inaba, S. Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A vol.80

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finite-Temperature Properties of Attractive Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices2009

    • 著者名/発表者名
      K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial fluctuations of spin and orbital in two-orbital Hubbard model2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 79

      ページ: 245128-245128

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiband effects on fermionic atoms in optical lattices2009

    • 著者名/発表者名
      T.Higashiyama, K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      J.Phys.: Confer.ser. 150

      ページ: 32030-32030

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superfluid-insulator transition of two-band fermionic atom systems in optical lattices2009

    • 著者名/発表者名
      T.Higashiyama, K.Inaba, S.Suga
    • 雑誌名

      J.Phys.: Confer.ser. 150

      ページ: 32098-32098

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zero-temperature phase diagram of two dimensional Hubbard model2009

    • 著者名/発表者名
      K.Inaba, A.Koga, S.Suga, N.Kawakami
    • 雑誌名

      J.Phys.: Confer.ser. 150

      ページ: 42066-42066

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial fluctuations of spin and orbital in two-orbital Hubbard model : cluster dynamical mean field study2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
    • 雑誌名

      J.Phys.: Confer.ser. 150

      ページ: 42094-42094

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial Fluctuations in Two-Orbital Hubbard Model2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, T.Ohashi, S.Suga
    • 雑誌名

      J.Phys.: Confer.ser. 200

      ページ: 12086-12086

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersolid state in a fermionic optical lattice system2009

    • 著者名/発表者名
      A.Koga, T.Higashiyama, K.Inaba, S.Suga, N.Kawakami
    • 雑誌名

      J.Phys.: Confer.ser. 150

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光格子中の3 成分フェルミ原子気体のモット相近傍における性質2011

    • 著者名/発表者名
      菅誠一郎, 稲葉謙介
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会 25aRD-7
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 光格子中の3成分フェルミ原子気体のモット相近傍における性質2011

    • 著者名/発表者名
      菅誠一郎, 稲葉謙介
    • 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、新潟県
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ordered states and Mott states of three-component repulsive fermionic atoms in optical lattices at finite temperatures2011

    • 著者名/発表者名
      S.Suga, K.Inaba
    • 学会等名
      ERATO Macroscopic Quantum Control Conference on Ultracold Atoms and Molecules
    • 発表場所
      東大・小柴ホール、Tokyo
    • 年月日
      2011-01-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 3成分ババード模型の動的平均場理論による解析2010

    • 著者名/発表者名
      大橋琢磨, 稲葉謙介, 浅野建一, 小川哲生, 菅誠一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学、大阪府
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一次元光格子中のヘテロ接合界面における冷却フェルミ原子のダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      山本篤史, 山下眞, 菅誠一郎, 川上則雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学、大阪府
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光格子中の3成分斥力フェルミ原子系の有限温度での性質2010

    • 著者名/発表者名
      菅誠一郎, 稲葉謙介
    • 学会等名
      日本物理学会 2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学、大阪府
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Three-component Fermionic Atoms in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Suga, K.Inaba
    • 学会等名
      22nd International Conference on Atomic Physics
    • 発表場所
      Cairns、オーストラリア
    • 年月日
      2010-07-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ordered States and Mott Transition States of Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Suga, K.Inaba
    • 学会等名
      International Conference on Frustrated Spin Systems, Cold Atoms, Nanomaterials
    • 発表場所
      Hanoi、ベトナム
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Three-component Repulsive Fermionic Atoms in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      S.Suga, K.Inaba
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Santa Fe、米国
    • 年月日
      2010-06-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Color Superfluidity and Trionic State of Three-Component Lattice Fermionic Atoms2010

    • 著者名/発表者名
      S.Miyatake, K.Inaba, S.Suga
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
    • 発表場所
      Santa Fe、米国
    • 年月日
      2010-06-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光格子中の3成分斥力フェルミ原子系の有限温度での性質2010

    • 著者名/発表者名
      菅誠一郎, 稲葉謙介
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会 24aRP-3
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2010-03-24
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 光格子中にトラップされたフェルミ原子気体の磁気秩序の解析2010

    • 著者名/発表者名
      稲葉謙介, 山下眞, 菅誠一郎
    • 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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 光超格子にトラップされた冷却フェルミ原子の非断熱ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      山本篤史, 山下眞, 菅誠一郎, 川上則雄
    • 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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 二次元ハバード模型におけるモット転移:クラスタ動的平均場理論による解析2010

    • 著者名/発表者名
      北倫子, 大橋琢磨, 菅誠一郎
    • 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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 軌道自由度を持つ量子ドットと強磁性リードの接合系における近藤効果II2010

    • 著者名/発表者名
      善積仁志, 稲葉謙介, 北倫子, 菅誠一郎
    • 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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Three-component Fermionic Atoms in Optical Lattices2010

    • 著者名/発表者名
      稲葉謙介, 菅誠一郎
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Physics on New Quantum Phases in Superclean Materials
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 光格子中の3成分斥力フェルミ原子系の量子相転移2009

    • 著者名/発表者名
      宮武慎也, 稲葉謙介, 菅誠一郎
    • 学会等名
      2009年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 二軌道ハバード模型のクラスタ動的平均場理論2009

    • 著者名/発表者名
      北倫子, 大橋琢磨, 菅誠一郎
    • 学会等名
      2009年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 軌道自由度を持つ量子ドットと強磁性リードの接合系における近藤効果2009

    • 著者名/発表者名
      善積仁志, 菅誠一郎
    • 学会等名
      2009年日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Color-Selective Mott Transition and Repulsion-Induced Color Superfluid of Three-Component Fermionic Atoms with Repulsive Interaction in Optical Lattices2009

    • 著者名/発表者名
      宮武慎也, 稲葉謙介, 菅誠一郎
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Materials and Mechanisms of Superconductivity 2009
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Color Superfluidity and Trionic State of Three-Component Lattice Fermionic Atoms2009

    • 著者名/発表者名
      宮武慎也, 稲葉謙介, 菅誠一郎
    • 学会等名
      International Conference on Magnetism 2009
    • 発表場所
      カールスルーエ
    • 年月日
      2009-07-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 3成分の内部自由度を持つ冷却フェルミ原子気体系の相転移:有限温度の解析2009

    • 著者名/発表者名
      稲葉謙介, 菅誠一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会 28pSK-14
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/SugaG.html

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/SugaG.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/SugaG.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/SugaG.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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