光格子中に２種類の冷却フェルミ原子が共存する系における量子多体効果

• 研究課題/領域番号: 23540467
• 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: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 菅 誠一郎 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40206389)
• 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: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 冷却フェルミ原子 / 光格子 / 3成分内部自由度 / 斥力誘起超流動 / クーパーペアの対称性の制御 / 3種類のフェルミ原子の混合系 / 斥力誘起s波超流動 / 有限温度相図 / 相分離状態

研究概要

我々は、光格子中の斥力相互作用をする3成分冷却フェルミ原子系における超流動を調べた。まず、2種類の斥力が他の1種類より強い場合、ハーフフィリング近傍に拡張s波超流動が現れる事を明らかにし、温度・斥力比・フィリングに関する相図を得た。次に、斥力の違いを抑制すると、超流動ペア対称性がd波に変化する事を明らかにした。従ってこの系は、超流動ペア対称性が制御可能な量子シミュレータと見做される。この系はまた、3成分6Liフェルミ原子ガスを光格子に置く事で実現可能である。本研究で得られた知見は冷却原子系の分野だけでなく、鉄系超伝導をはじめとする多軌道を持つ相関電子系ので超伝導の研究にもインパクトを与える。

研究成果

• [雑誌論文] Three-body losses of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 雑誌名: J. Phys. Conference ser
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-body losses of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: Sei-ichiro Suga and Kensuke Inaba
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: ***
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superfluid, Staggered State, and Mott Insulator of Repulsively Interacting Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Inaba and S. Suga
  • 雑誌名: Modern Physics Letters B 巻: 27 号: 12 ページ: 1330008-1330008
  • DOI: 10.1142/s0217984913300081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superfluid, Staggered State, and Mott Insulator of Repulsively Interacting Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices (invited Review article) (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Inaba and S. Suga
  • 雑誌名: Modern Phys. Lett 巻: B27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superfluid state of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Inaba and S. Suga
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superfluid state of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Inaba and S. Suga
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 108 号: 25
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.255301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perturbative approach to three-component fermionic atoms in optical lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 雑誌名: J. Phys. Conference ser. 巻: 391 ページ: 012166-012166
  • DOI: 10.1088/1742-6596/391/1/012166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-component Repulsive Fermionic Atoms in Optical Lattices at finite temperatures (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Miyatake, K. Inaba, and S. Suga
  • 雑誌名: J. Phys.: Conference series 巻: 273 ページ: 012016-012016
  • DOI: 10.1088/1742-6596/273/1/012016
  • 査読あり
• [学会発表] 光格子中の強相関フェルミ原子混合系における局所揺らぎに起因した超伝道のペア対称性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎, 稲葉謙介, 大井俊宗
  • 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30aPS-21
• [学会発表] Three-Body Losses of Repulsively Interacting Three-Component Fermions in Optical Lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: 25th IUPAP International Conference on Statistical Physics
  • 発表場所: eoul National University, Korea
• [学会発表] Pairing symmetry of superfluid state in repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: University of Tokyo
• [学会発表] Mott states and superfluid state of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: XVII. International conference on recent progress in many-body theories
  • 発表場所: Rostock, Germany
• [学会発表] Extended s-wave superfluid in repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: The FIRST-QS2C Workshop on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
  • 発表場所: Shinagawa, Tokyo
• [学会発表] Extended s-wave superfluid of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: APS March Meeting 2014
  • 発表場所: Colorado Convention Center, USA
• [学会発表] 2次元光格子中の3成分フェルミ原子系における斥力誘起超流動状態のペア対称性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲葉謙介，菅誠一郎
  • 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] 光格子中の強相関フェルミ原子混合系における局所揺らぎに起因した超伝道のペア対称性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎，稲葉謙介，大井俊宗
  • 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] 蜂の巣格子上のHeisenberg-Kitaev模型の磁気励起に対する長距離相互作用効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田拓人，鈴木隆史，菅誠一郎
  • 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] Pairing symmetry of superfluid state in repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Univ. of Tokyo, Tokyo 7P-E-1-6
• [学会発表] Mott states and superfluid state of Repulsively Interacting Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 学会等名: QS2C Theory Forum: International Symposium on Strongly Correlated Quantum Science
  • 発表場所: University of Tokyo
• [学会発表] Superfluid state of repulsively interacting three-component fermionic atoms in optical lattices (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 学会等名: APS March Meeting 2013
  • 発表場所: Baltimore Convention Center, USA
• [学会発表] 斥力相互作用をする光格子中の3成分フェルミ原子系における超流動状態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎, 稲葉謙介
  • 学会等名: 日本物理学会第2012秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学20aAL-11
• [学会発表] Superfluid state of repulsively interacting three-component Fermionic Atoms in Optical Lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] 光格子中の冷却フェルミ原子における軌道選択型BCS-BECクロスオーバー (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎，稲葉謙介
  • 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）
• [学会発表] 光格子中の2種類冷却フェルミ原子混合系におけるモット転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大井俊宗，菅誠一郎
  • 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）
• [学会発表] 異方的斥力相互作用をする光格子中の3成分フェルミ原子気体のモット相近傍における性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎，稲葉謙介
  • 学会等名: 日本物理学会 2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学（富山県）
• [学会発表] Color Superfluid of Repulsively Interacting Three-Component Fermionic Atoms in Optical Lattices (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Suga and K. Inaba
  • 学会等名: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: Cambridge, UK
• [学会発表] 斥力相互作用をする光格子中の3成分フェルミ原子系における超流動状態
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎，稲葉謙介
  • 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
• [学会発表] 斥力相互作用をする光格子中の3成分フェルミ原子系におけるクーパーペアの対称性
  • 著者名/発表者名: 菅誠一郎，稲葉謙介
  • 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
• [備考]
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/index.html
• [備考] 理論物性物理学研究グループのホームページ
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/index.html
• [備考] 金属物理学研究グループのホームページ
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc11/index.html