| 研究課題/領域番号 |
21H01014
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高須 洋介 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50456844)
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| 研究分担者 |
段下 一平 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90586950)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 量子多体系 / 冷却原子 / 量子シミュレーション / エンタングルメント / 非平衡状態 / 開放系 / 開放量子多体系 / エンタングルメントエントロピー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
孤立量子系である光格子中の原子に対し、外部から散逸を導入する。散逸としては、２体ロス、および１体ロスを考えている。ロスを導入したあとのダイナミクスや、光格子の深さを急激に変化させる（クエンチ）後の状態を観測する。この観測結果と理論を定量的に比較する。本研究遂行のために実験を担当する研究代表者と理論計算を担当する研究分担者との間で密接な協力体制を構築する。達成目標は、強相関冷却原子気体を用いた開放量子多体系での実験結果と理論計算結果の定量的な一致である。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ボソン光格子系において、特異的な初期状態から光格子深さを急に浅くすること(クエンチ)で原子の光格子間のホッピングを引き起こし、そこからの原子の状態を観測した。この系では、共同研究者により、Hilbert space fragmentationにより、熱平衡化しないことが理論的に確認されている。さらに、多成分フェルミ原子気体に２体ロスを導入してスピン１重項状態の原子を選択的に系から取り除くことで、スピン３重項状態のみが残るディッケ状態の実験的生成とその観測を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、光格子中のボース凝縮・またはフェルミ縮退領域まで冷却されたイッテルビウム(Yb)原子を用いて、制御された非平衡開放量子多体系の量子ダイナミクスを実験的に研究することで、これまでそれほど探究されなかった「制御された開放量子多体系」というフロンティアを開拓した。孤立量子系で行ってきた、研究代表者が遂行する実験的研究と研究分担者が遂行する理論的研究の一致を開放量子系でも目指し、新たな領域を開拓した。
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