| 研究課題/領域番号 |
21K03422
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
藪 博之 立命館大学, 理工学部, 教授 (60202371)
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| 研究分担者 |
宮川 貴彦 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (70439925)
仲野 英司 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (70582477)
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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 |
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021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 | 原子気体 / 双極子相互作用 / ボース・アインシュタイン凝縮 / フェルミ縮退 / 超固体 / ポーラロン / 原子気体ポーラロン / 量子多体系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、二種類の異なる量子統計性をもつ原子から成る極低温ボース・フェルミ(BF) 混合原子気体において、ボース原子が双極子相互作用をもつ場合に高密度において現れる新奇な相である超固体相の相構造とダイナミックスを量子多体理論の方法を用いて理論的に調べる。具体的には、双極子ボース原子を含むBF混合気体での超固体相の集団振動モードのダイナミックスを理論的に解明し、超固体がボース・アインシュタイン状態のようなコヒーレンスを持つ状態かどうかを明らかにする。また、フェルミ粒子の周りのボース粒子が励起したポーラロン状態が存在するが、この状態の超固体の出現による変化を理論的に明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、ボース粒子とフェルミ粒子の混合気体への適用に向け、双極子相互作用する極低温原子気体における新しい相である超固体状態に対して理論的な研究を行った。超固体状態は双極子相互作用により不安定化したボース原子が量子ゆらぎとつりあってできる状態である。特に、ジョセフソン振動による超固体のコヒーレンス性、双極子原子気体の集団励起モード、双極子原子ポーラロンの性質をとりあげ、数値的理論的な研究を行うために理論の構築、数値計算プログラムの開発、結果の解析を行った。結果として双極子相互作用する原子気体のこれまで知られていない性質が明らかになり、今後の研究の発展の基礎を与えた。結果は論文等で発表した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
冷却ボース・フェルミ混合気体を含む冷却原子気体の理論的実験的研究においては、これまで弱相関の場合の現象の解明が中心であったが、本研究では、より強い相関が存在する場合に理論的研究を行ない、双極子相互作用する原子を含む原子気体の不安定化混合原子気体と新しい相である超固体相および原子気体ポーラロンの系に対して、そのコヒーレンス性などの新しい見地から、その性質を明らかにした。これにより量子多体系理論の新たな知見を示したことが本研究の学術的意義である。現在、これらの系の実験的研究が進みつつあり、冷却原子系の新たな研究の出発点となりうるという意義も存在する。
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