光学格子上のボーズ・フェルミ混合原子気体が示す特異な静的及び動的性質

• 研究課題/領域番号: 21540410
• 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: 首都大学東京
• 研究代表者: 森 弘之 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (60220018)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 冷却原子系 / 原子気体 / ボーズ･フェルミ混合系 / 量子モンテカルロシミュレーション / 光学格子 / Mott転移 / ボーズ・フェルミ混合系 / モット転移 / 内部構造

研究成果の概要

光学格子上のボーズ･フェルミ冷却原子気体を主な対象とし、閉じ込めポテンシャル、ランダムポテンシャル、準周期ポテンシャル、人工磁場、人工スピン軌道相互作用などの影響を、解析的アプローチと数値的アプローチの両面から包括的に理解することを目指した。これにより、閉じ込めポテンシャル中での混合系の局所モット状態およびその内部構造が明らかになり、また、ランダムポテンシャルや準周期ポテンシャルによる局在現象が異種原子間相互作用により変化する様子も理解が深まった。さらに中性原子にも作用するように人工的に作成された磁場やスピン相互作用を混合原子系が持つ場合の特異な振る舞いも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Persistent Current in Bose and Fermi Mixture on a Ring (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga, T. Egawa, A. Masaki, and H. Mori
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 83 号: 2 ページ: 024007-1
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.024007
  • NAID: 210000132949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bose-Fermi Mixture on Ring Threaded by Magnetic Flux (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga, T. Egawa, A. Masaki, and H. Mori
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 3 ページ: 016001-1
  • DOI: 10.7566/jpscp.3.016001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of Bose-Fermi Mixtures in One-Dimensional IncommensurateLattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiko Masaki and Hiroyuki Mori
  • 雑誌名: Journal of physics: Conference Series 巻: 400 号: 1 ページ: 012043-012043
  • DOI: 10.1088/1742-6596/400/1/012043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-Long-Range-Order in Mott State of Bose-Fermi Mixtures on One-Dimensional Optical Lattice (2009)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 78 ページ: 64303-64306
  • NAID: 10025961103
  • 査読あり
• [学会発表] 1次元ボソン フェルミオン混合系における相互作用の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菅聡明，小野洋輔，坂本良平，荒畑恵美子，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] ボーズ・フェルミ混合系に対するスピン軌道相互作用の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂本良平，小野洋輔，菅聡明，荒畑恵美子，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] ボーズ・フェルミ混合超流動原子気体の有限温度効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野洋輔，坂本良平，菅聡明，荒畑恵美子，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 東京、早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] ボーズ フェルミ混合系の輸送現象に対する相互作用効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅聡明，小野洋輔，坂本良平，荒畑恵美子，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 愛媛、中部大学
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] ボーズ・フェルミ混合系の永久電流に対する引力と斥力の相互作用効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅聡明，木内啓介，正木晶子，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東京、東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 1次元2成分ボーズ粒子系のモット状態における相関関数 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内啓介，菅聡明，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東京、東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] 1次元格子上の2成分フェルミオン原子集団のダイナミクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 大屋泰夫，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東京、東海大学
  • 年月日: 2014-03-27 – 2014-03-30
• [学会発表] ボーズ-フェルミ混合系の永久電流に対する相互作用効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅聡明，木内啓介，正木晶子，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島、徳島大学
  • 年月日: 2013-09-25 – 2013-09-28
• [学会発表] ボーズ・フェルミ原子気体における永久電流 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅聡明，江川友規，森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Bose-Fermi混合系の絶縁状態と相互作用の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森弘之、正木晶子、余越翔
  • 学会等名: Ultracold Gases : Superfluidity and Strong Correlations" (USS-2012)
  • 発表場所: 東京理科大(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-13
• [学会発表] 積層格子における磁場中Bose粒子の振る舞い (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮本昇、森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] Localization of Bose-Fermi Mixtures in One-Dimensional IncommensurateLattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiko Masaki, Hiroyuki Mori
  • 学会等名: 23rd International Conference on Atomic Physics
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] Quantum Monte-Carlo Simulation on Bose-Fermi Mixtures in One-DimensionalIncommensurate Optical Lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Akiko Masaki, Hiroyuki Mori
  • 学会等名: Conference on Computational Physics 2012
  • 発表場所: Osaka University
• [学会発表] 擬周期ポテンシャル中でのポーズ・フェルミ混合系の局在現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Localization of Bose-Fermi Mixtures in One-Dimensional Incommensurate Lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: 26th International conference on low temperature physics
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 2011-08-12
• [学会発表] 1次元擬周期ポテンシャル中でのボーズ・フェルミ混合系の局在現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 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] Localization of Bose-Fermi Mixtures in One-Dimensional Incommensurate Lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: Macroscopic Quantum Control Conference on Ultracold Atoms and Molecules
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Mott Transition of Bose-Fermi Mixtures in Optical Lattices Induced by Attractive Interactions (2010)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: 22^<nd> International Conference on Atomic Physics
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] Mott Transition of Bose-Fermi Mixtures in Optical lattices Induced by Attractive Interactions (2010)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: PSM2010
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] 光学格子上ボーズ・フェルミ混合系での引力相互作用によるモット転移の誘発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Trapped Bose-Fermi Mixtures with Attractive Interactions on One-dimensional Optical Lattices (2009)
  • 著者名/発表者名: 正木晶子、森弘之
  • 学会等名: Cold Atoms and Molecules
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-06-24