ボース凝縮体におけるカルマン渦列生成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23540464
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 電気通信大学
• 研究代表者: 斎藤 弘樹 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (60334497)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: ボース・アインシュタイン凝縮 / 量子渦 / 超流動 / ボース・アインシュタイン凝縮体

研究概要

流れる水の中に棒を立てると、下流にカルマン渦列と呼ばれる規則的な渦列が発生することが古くから知られている。最近、粘性のない超流動体でもカルマン渦列に類似した現象が起こることが我々の研究で発見されたが、その生成機構については未解明であった。本研究を行った結果、超流動体における量子カルマン渦列の生成機構を解明することに成功した。また、量子渦ダイナミクスに関連する様々な新しい知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Many-body dynamics of a Bose-Einstein condensate collapsing by quantum tunneling (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A89 号: 2 ページ: 023610-023610
  • DOI: 10.1103/physreva.89.023610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Dipole-Induced Spin Texture in an 87Rb Bose-Einstein Condensate (2014)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Eto, Hiroki Saito, and Takuya Hirano
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 112 号: 18
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.185301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Dipole-Induced Spin Texture in an 87Rb Bose-Einstein Condensate (2014)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Eto, Hiroki Saito, and Takuya Hirano
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: １１２
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Order-disorder oscillations in exciton-polariton superfluids” (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito, Tomohiko Aioi, and Tsuyoshi Kadokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 110, 026401 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.026401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kibble-Zurek mechanism in a trapped ferromagnetic Bose-Einstein condensate (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito, Yuki Kawaguchi, and Masahito Ueda
  • 雑誌名: J. Phys. : Condens. Matter 巻: 25 号: 40 ページ: 404212-404212
  • DOI: 10.1088/0953-8984/25/40/404212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissipative structures of quantized vortices in a coherently pumped polariton superfluid (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Aioi, Tsuyoshi Kadokura, and Hiroki Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 20
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.205312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control and detection of the Larmor precession of F=2 87Rb Bose- Einstein Condensates by Ramsey interferometry and spin-echo (2013)
  • 著者名/発表者名: Yujiro Eto, Sawako Sekine, Sho Hasegawa, Mark Sadgrove, Hiroki Saito and Takuya Hirano
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol.6 号: 5 ページ: 052801-052801
  • DOI: 10.7567/apex.6.052801
  • NAID: 10031174325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rayleigh-Taylor instability in a two-component Bose-Einstein condensate with rotational symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kadokura, Tomohiko Aioi, Kazuki Sasaki, Tetsuo Kishimoto, and Hiroki Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: A 85 号: 1 ページ: 13602-13602
  • DOI: 10.1103/physreva.85.013602
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.85.013602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Penetration of a vortex dipole across an interface of Bose-Einstein condensates (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Aioi, Tsuyoshi Kadokura, and Hiroki Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: A 85 号: 2 ページ: 23618-23618
  • DOI: 10.1103/physreva.85.023618
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.85.023618
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Benard-von Karman vortex street in an exciton-polariton superfluid” (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito, Tomohiko Aioi, and Tsuyoshi Kadokura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 86, 014504 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.014504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Capillary instability in a two-component Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sasaki, Naoya Suzuki, and Hiroki Saito
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: A 83 号: 5 ページ: 53606-53606
  • DOI: 10.1103/physreva.83.053606
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.83.053606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled generation and manipulation of vortex dipoles in a Bose-Einstein condensate (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Aioi, Tsuyoshi Kadokura, Tetsuo Kishimoto, Hiroki Saito
  • 雑誌名: Physical Review X 巻: 1 号: 2 ページ: 21003-21003
  • DOI: 10.1103/physrevx.1.021003
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.1.021003
  • 査読あり
• [学会発表] Order-disorder oscillations in an exciton-polariton superfluid (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito, Tomohiko Aioi, and Tsuyoshi Kadokura
  • 学会等名: The 7th International Conference on Spontaneous Coherence in Excitonic Systems
  • 発表場所: Hakone, Japan
• [学会発表] ポラリトン超流動体における量子渦の散逸構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 励起子ポラリトン超流動体におけるパターンの崩壊と復活 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹, 相生智彦, 門倉強
  • 学会等名: 日本物理学会第2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] 励起子ポラリトン超流動体におけるカルマン渦列 (2013)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 斎藤弘樹
  • 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] 励起子ポラリトン超流動体におけるカルマン渦列 (2013)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強,斎藤弘樹
  • 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] 2成分BEC 界面における量子渦対の透過 (2012)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 斎藤弘樹
  • 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] 原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体の流体力学的不安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 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] Hydrodyanmic instabilities and vortex streets in superfluids (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 学会等名: IUTAM Symposium "Understanding common aspects of extreme events in fluids"
  • 発表場所: Dublin, Ireland
• [学会発表] 2成分BEC におけるプラトー・レイリー不安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 斎藤弘樹
  • 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
• [学会発表] 2成分BEC における回転対称性を破るレイリー・テイラー不安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門倉強, 相生智彦, 佐々木一樹, 岸本哲夫, 斎藤弘樹
  • 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
• [学会発表] レーザー光を用いたボース凝縮体における量子渦対の生成と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 岸本哲夫, 斎藤弘樹
  • 学会等名: レーザー学会第32回年次大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Hydrodyanmic instabilities and vortex streets in superfluids (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 学会等名: IUTAM Symposium "Understanding common aspects of extreme events in fluids"
  • 発表場所: University College Dublin, Ireland
  • 招待講演
• [学会発表] ２成分BEC界面における量子渦対の透過 (2012)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強,斎藤弘樹
  • 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] レーザー光を用いたボース凝縮体における量子渦対の生成と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 岸本哲夫，斎藤弘樹
  • 学会等名: レーザー学会第３２回年次大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 2成分BECにおけるプラトー・レイリー不安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 斎藤弘樹
  • 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
• [学会発表] 2成分BECにおける回転対称性を破るレイリー・テイラー不安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門倉強, 相生智彦, 佐々木一樹, 岸本哲夫，斎藤弘樹
  • 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
• [学会発表] Hydrodynamic instabilities in gaseous Bose-Einstein condensates (2012)
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹
  • 学会等名: 物性研短期研究会(招待講演)
  • 発表場所: 東大物性研
• [学会発表] 2成分BEC における泡の運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 様々なポテンシャルによる量子渦対の生成と制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 岸本哲夫, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 2成分BECにおける泡の運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木一樹, 鈴木直也, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第２０１１年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 様々なポテンシャルによる量子渦対の生成と制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 岸本哲夫，斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第２０１１年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 励起子ポラリトン超流動体におけるパターンの崩壊と復活
  • 著者名/発表者名: 斎藤弘樹,相生智彦, 門倉強
  • 学会等名: 日本物理学会第２０１３年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] ポラリトン超流動体における量子渦の散逸構造
  • 著者名/発表者名: 相生智彦, 門倉強, 斎藤弘樹
  • 学会等名: 日本物理学会第６９回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Hydrodynamic instabilities in Bose-Einstein condensates
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 学会等名: Workshop on Non-Equilibrium Complex Fluids
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] Order-disorder oscillation in an exciton-polariton superfluid
  • 著者名/発表者名: Hiroki Saito
  • 学会等名: The 7th international conference on spontaneous coherence in excitonic systems
  • 発表場所: 箱根