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トポロジカル絶縁体の場の理論と素粒子の統一模型の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540247
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 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関茨城大学

研究代表者

藤原 高徳  茨城大学, 理学部, 教授 (50183596)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード場の理論 / トポロジカル絶縁体 / 量子異常 / 格子模型 / 位相不変量 / 指数定理 / エネルギー固有値 / 一様磁場 / ゲージ理論 / 格子ゲージ理論 / Dirac演算子 / バルクエッジ対応 / モノポール / インスタントン / Dirac方程式 / field theory / topological insulator / anomaly / index theorem / gauge field / effective theroy / magnetized torus / theta function
研究成果の概要

トポロジカル絶縁体はパラメータの連続変形に対して安定なギャップを持つ絶縁体で、バルクなトポロジカル絶縁体はCern数と呼ばれる位相不変量で特徴づけられることがしられている。有限なトポロジカル絶縁体では特有のエッジ状態が絶縁体表面に現れてギャップが閉じる。この現象を場の理論的に理解し、素粒子の統一模型への応用の可能性を探るために、周期的なトポロジカル絶縁体の格子模型を考案し、外部電磁場に対するエネルギー固有値のレスポンスを調べた。また、場の理論との比較を行うために、一様に磁化されたトーラス上のDirac演算子のスペクトルの解析を行い、ゼロ・モード解の厳密な構成方法を与えた。

報告書

(6件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件)

  • [雑誌論文] Streda formula for the Hofstadter-Wilson-Dirac model in two and four dimensions2016

    • 著者名/発表者名
      T. Fukui and T. Fujiwara
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 85 号: 12 ページ: 124709-124709

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.124709

    • NAID

      130006710554

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Generalized index theorem for topological superconductors with Yang-Mills-Higgs couplings2012

    • 著者名/発表者名
      Takanori Fujiwara, Takahiro Fukui
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 85 号: 12 ページ: 125034-125034

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.125034

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bulk-Edge Correspondence for Chern Topological Phases: A Viewpoint from a Generalized Index Theorem2012

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Fukui, Ken Shiozaki, Takanori Fujiwara, and Satoshi Fujimoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 号: 11 ページ: 114602-114602

    • DOI

      10.1143/jpsj.81.114602

    • NAID

      210000109778

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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