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双極子相互作用が拓く冷却原子気体の新現象

研究課題

研究課題/領域番号 22740265
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関名古屋大学 (2014-2015)
東京大学 (2010-2013)

研究代表者

川口 由紀  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00456261)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード物性理論 / 量子エレクトロニクス / 冷却原子気体 / 双極子相互作用 / スピン軌道相互作用 / スピン流 / 冷却原子 / ボース・アインシュタイン凝縮 / スピンテクスチャ / トポロジカル励起 / ボースアインシュタイン凝縮 / 低温物性 / 原子・分子物理
研究成果の概要

スピン内部自由度を持った原子気体のボース・アインシュタイン凝縮体(スピノールBEC)において、双極子相互作用がスピンと軌道の自由度を結合することによりスピンホール効果が起こることを示した。また、スピノールBECにおける量子多体効果を調べ、磁気相図や相転移の次数、励起スペクトルの変化を定量的に評価した。強磁性相互作用するスピノールBECにおいて、磁区ドメインの成長則を古典系と比較し、超流動速度場の影響を評価した。

報告書

(5件)
  • 2015 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2016 2015 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Skyrmionic magnetization configurations at chiral magnet/ferromagnet heterostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, Y. Tanaka, and N. Nagaosa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 6 ページ: 064416-064416

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.064416

    • NAID

      120005844109

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coarsening dynamics driven by vortex-antivortex annihilation in ferromagnetic Bose-Einstein condensates2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kudo and Y. Kawaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 91 号: 5 ページ: 053609-053609

    • DOI

      10.1103/physreva.91.053609

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling and probing non-abelian emergent gauge potentials in spinor Bose-Fermi mixtures2015

    • 著者名/発表者名
      N. T. Phuc, G. Tatara, Y. Kawaguchi, and M. Ueda
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 6 号: 1 ページ: 8135-8135

    • DOI

      10.1038/ncomms9135

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Finite temperature phase diagram of a spin-1 Bose gas2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, N. T. Phuc, and P. B. Blakie
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 85 号: 5 ページ: 53611-53611

    • DOI

      10.1103/physreva.85.053611

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological classification of vortex-core structures of spin-1 Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, Y. Kawaguchi, M. Nitta, M. Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 86 号: 2 ページ: 23612-23612

    • DOI

      10.1103/physreva.86.023612

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry classification of spin-orbit-coupled spinor Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Xu, Y. Kawaguchi, L. You, and M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 86 号: 3 ページ: 33628-33628

    • DOI

      10.1103/physreva.86.033628

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spinor Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, M. Ueda
    • 雑誌名

      Physics Reports

      巻: 520 号: 5 ページ: 253-381

    • DOI

      10.1016/j.physrep.2012.07.005

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Beliaev theory of spinor Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      N. T. Phuc, Y. Kawaguchi, M. Ueda
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 328 ページ: 158-219

    • DOI

      10.1016/j.aop.2012.10.004

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abe homotopy classification of topological excitations under the topological influence of vortices2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nucl. Phys. B

      巻: 856 号: 2 ページ: 577-606

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2011.11.003

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissipative hydrodynamic equation of a ferromagnetic Bose-Einstein condensate : analogy to magnetization dynamics in ferromagnets2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kudo, Y.Kawaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 84 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreva.84.043607

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of thermal and quantum fluctuations on the phase diagram of a spin-1 87Rb Bose-Einstein condensate2011

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Thanh Phuc, Yuki Kawaguchi, and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 84 号: 4

    • DOI

      10.1103/physreva.84.043645

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry classification of spinor Bose-Einstein condensates"2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi
    • 雑誌名

      10.1103/PhysRevA.84.053616

      巻: 84 号: 5

    • DOI

      10.1103/physreva.84.053616

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 磁気双極子相互作用するボース・アインシュタイン凝縮体2011

    • 著者名/発表者名
      斎藤弘樹、川口由紀、上田正仁
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 46(依頼原稿) ページ: 21-28

    • NAID

      110007360062

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 内部自由度を持ったボース・アインシュタイン凝縮体2011

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 雑誌名

      物性研究

      巻: 95(依頼原稿) ページ: 543-582

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Topological Excitations in Spinor Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, M.Kobayashi, M.Nitta, M.Ueda
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement

      巻: 186 ページ: 455-462

    • NAID

      110008143475

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Collision Dynamics of Non-Abelian Vortices in Spinor Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kobayashi, Y.Kawaguchi, M.Nitta, M.Ueda
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 162 ページ: 299-306

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Magnetic Ordering in a Ferromagnetic Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensate2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, H.Saito, K.Kudo, M.Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrodynamic equation of a spinor dipolar Bose-Einstein condensate2010

    • 著者名/発表者名
      K.Kudo, Y.Kawaguchi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スピノル・ボース・アインシュタイン凝縮で実現する非可換量子渦と、その衝突のダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      小林未知数、川口由紀、新田宗土、上田正仁
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 65(依頼原稿) ページ: 625-628

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 内部自由度を持ったBECにおける磁化ダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      川口 由紀
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピノール・ダイポールBECにおけるスピンホール効果2016

    • 著者名/発表者名
      川口 由紀
    • 学会等名
      物性研短期研究会「量子乱流と古典乱流の邂逅」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2016-01-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スピノール・ダイポールBECにおけるスピンホール効果2015

    • 著者名/発表者名
      川口 由紀、大嶋俊之
    • 学会等名
      新学術領域「トポロジーが紡ぐ物質科学のフロンティア」 第一回領域研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] spinor-dipolarボース・アインシュタイン凝縮体における逆スピンホール効果2015

    • 著者名/発表者名
      大嶋俊之、川口由紀
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カイラル磁性体/強磁性体接合におけるスキルミオン構造2015

    • 著者名/発表者名
      川口 由紀、田仲 由喜夫、永長 直人
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Bosonic Inverse Spin Hall Effect in a Spinor Dipolar BEC2015

    • 著者名/発表者名
      T. Oshima, Y. Kawaguchi
    • 学会等名
      International Symposium on Fluctuation and Structure out of Equilibrium 2015
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-08-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 内部自由度を持ったBECにおける量子渦2015

    • 著者名/発表者名
      川口 由紀
    • 学会等名
      数理解析所共同研究「非線形現象のモデルに潜む未踏査数理構造の探求 - 基礎数理と応用の協働 - 」
    • 発表場所
      京都大学数理科学研究所
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Skyrmionic spin textures at chiral magnet/ferromagnet heterostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, T. Tanaka, and N. Nagaosa
    • 学会等名
      Workshop on "Topological Magnets"
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Symmetry Classification of Spinor Bose-Einstein Condensates2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi
    • 学会等名
      QS2C Theory Forum: International Symposium on Strongly Correlated Quantum Science
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強磁性BECにおける磁区パターン成長2013

    • 著者名/発表者名
      工藤和恵、川口由紀
    • 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
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Fluctuation-induced first-order quantum phase transition in spinor Bose-Einstein condensates2013

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Thanh Phuc、川口由紀、上田正仁
    • 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
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 有限温度における3次元スピン1 ferromagnetic BECの相図2012

    • 著者名/発表者名
      N.T.Phuc、川口由紀、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学、(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノールBECにおける量子渦コア状態の分類2012

    • 著者名/発表者名
      小林伸吾、川口由紀、新田宗土、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学、(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピン3スピノールBECにおける自発的対称性の破れとトポロジカル励起2012

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      Ultracold Gases : Superfluidity and Strong Correlations
    • 発表場所
      東京理科大学、千代田区(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピン3BECにおける自発的対称性の破れと量子渦2012

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      ISSP短期研究会「量子凝縮系におけるdefectとtopology」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所、千葉県(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノールBECの流体力学的記述2012

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      科研費新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第8回集中連携研究会「冷却原子気体とトポロジー」
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multiple-collapse of a dipolar Bose-Einstein condensate2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi
    • 学会等名
      Swiss-Japan Workshop 2012, Current Topics in Theory of Correlated Materials
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] スピンテクスチャのつくる有効ゲージ場の理論2012

    • 著者名/発表者名
      川口由紀、上田正仁
    • 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
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 量子渦の渦芯における内部自由度の幾何学的決定法およびスピノル・ボース凝縮への応用2012

    • 著者名/発表者名
      小林未知数、小林伸吾、新田宗土、川口由紀、上田正仁
    • 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
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 内部自由度をもったボース凝縮体でのBeliaev理論2012

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Thanh Phuc、川口由紀、上田正仁
    • 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
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Symmetry property and topological excitations in a spin-3 Bose-Einstein condensate2011

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      科研費新学術領域研究「対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象」第二回領域研究会
    • 発表場所
      岡山大学、岡山市
    • 年月日
      2011-12-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Topological Excitations in Quantum Gases2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi
    • 学会等名
      Japan-German Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      ニューオータニホテル、千代田区
    • 年月日
      2011-10-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノールBECの磁区パターンと流れの効果2011

    • 著者名/発表者名
      工藤和恵、川口由紀
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      富山大学、富山市
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノルBECにおける渦芯構造の分析:群論によるアプローチ2011

    • 著者名/発表者名
      小林伸吾、川口由紀、小林未知数、新田宗土、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      富山大学、富山市
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 微小スピノールBECにおける対称性回復のダイナミクス2011

    • 著者名/発表者名
      川口由紀、上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      富山大学、富山市
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spin Dynamics of a fragmented spinor BEC2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, M.Ueda
    • 学会等名
      Bose-Einstein Condensation 2011 : Frontiers in Quantum Gases
    • 発表場所
      Hotel Eden Roc in Sant Feliu de Guixols, Spain
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Spin Dynamics and Patterm Formation of a Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensate2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi
    • 学会等名
      26th International Conference on Low Temperature Physics
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center, Beijing, China(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノルBECの相転移におけるトポロジカル励起の選択則2011

    • 著者名/発表者名
      小林伸吾, 川口由紀, 小林未知数, 上田正仁
    • 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
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneous Magnetic Ordering in a Ferromagnetic Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensate2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, H.Saito, K Kudo, M.Ueda
    • 学会等名
      ERATO Macroscopic Quantum Control Conference on Ultracold atoms and molecules
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-01-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Ferrofluid : Bose-Einstein Condensate of Tiny Magnets2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi
    • 学会等名
      7th Japanese-German Fromtiers of Science Symposium
    • 発表場所
      Hotel Steigenberger Sanssouci, Potsdam, Germany
    • 年月日
      2010-11-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] スピノルダイポールBECの流体方程式2010

    • 著者名/発表者名
      工藤和恵, 川口由紀
    • 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
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 有限温度における3次元のスピン1Ferromagnetic BECの相図2010

    • 著者名/発表者名
      グェンタンフク, 川口由紀, 上田正仁
    • 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
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非可換量子乱流2010

    • 著者名/発表者名
      小林未知数, 川口由紀, 新田宗土, 上田正仁
    • 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
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Spin Dynamics in Spinor Dipolar BECs2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, H.Saito, K.Kudo, M.Ueda
    • 学会等名
      2010 SIAM Conference on Nonlinear Waves and Coherent Structures(NW10) Minisymposium : Bose-Einstein Condensation : Modelling, Analysis and Simulation
    • 発表場所
      Philadelphia, Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2010-08-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Spin Dynamics in Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, H.Saito, K.Kudo, M.Ueda
    • 学会等名
      International Workshop on Statistical Physics of Quantum Systems
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2010-08-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] スピノルBECにおけるトポロジカル励起2010

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      理研シンポジウム
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2010-07-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Symmetry classification of the ground states of a spin-3 spinor Bose-Einstein condensate2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawaguchi, M.Ueda
    • 学会等名
      19th International Laser Physics Workshop
    • 発表場所
      Foz do Iguazu, Brazil
    • 年月日
      2010-07-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] 研究者のwebページ

    • URL

      http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/kawaguchi_lab/indexJ.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cat.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~yuki/indexJ.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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