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非エルミート・ハイパーマテリアルの理論

公募研究

研究領域ハイパーマテリアル:補空間が創る新物質科学
研究課題/領域番号 20H05270
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

手塚 真樹  京都大学, 理学研究科, 助教 (40591417)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード非エルミート系 / スピン系 / 朝永-ラッティンジャー液体 / 共形場理論 / サチデフ-イェ-キタエフ模型 / 多体局在 / エニオン / 密度行列繰り込み群 / 非エルミート / 準周期系 / 準結晶系 / 物性理論 / 光格子 / 超格子ポテンシャル / トポロジカル輸送 / 非エルミート・ハミルトニアン
研究開始時の研究の概要

閉じた系のハミルトニアンはエルミート演算子に限られる。しかし、物質やエネルギーの出入りがあるか、継続的に観測されている系や、系の一部の自由度に対する有効ハミルトニアンでは、非エルミート性が重要となる。準周期系・準結晶のハミルトニアンに対する非エルミート項の効果について、特に磁性や超伝導のような秩序相の形成、また、トポロジカルに非自明な相の可能性に着目して、粒子間の相関の効果を取り込んだ研究を行う。

研究実績の概要

非エルミートハミルトニアンで有効的に記述される、散逸のあるスピン鎖について、密度行列繰り込み群の非エルミート系への拡張により、基底状態での相関関数や励起ギャップを計算し、共形場理論やベーテ仮設法による解析的な結果と比較する共同研究を行った。散逸が弱くマスレスの場合には、この系は複素数値の朝永-ラッティンジャーパラメータでよく記述されることがわかった。これは中心電荷c=1の共形場理論の非エルミート系への拡張に対応する。
また、前年度、多体量子系のフォック空間を高次元空間として捉え、そこでの局在現象である多体局在を、サチデフ-イェ-キタエフ模型を変形した模型について調べて、多体局在の起きるパラメータの値や、その手前でのフォック空間内での固有波動関数のモーメントを解析的に求めた結果と厳密対角化の間でよく整合する結果を得たが、これに引き続き、固有状態で系を二分した際のエンタングルメントエントロピーの変形パラメータへの依存性についても、解析計算と厳密対角化でよく整合する結果を得た(Phys. Rev. Lett. に出版済)。
さらに、本研究課題に関連し、準周期格子の生成規則と類似した融合則に従うエニオンの1次元鎖のうち、Haagerup融合圏で記述されるものを、密度行列繰り込み群や厳密対角化により数値的に解析する国際共同研究を行い、エンタングルメントエントロピーや励起状態の構造の、系の大きさや境界条件への依存性を明らかにして、c=2の共形場理論で記述される可能性を指摘した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] ブラジル物理学研究センター(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] プリンストン大学/ハーバード大学/カリフォルニア工科大(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ドノスティア国際物理学センター/バスク科学財団(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立清華大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 華南師範大学(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ブラジル物理学研究センター(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ケープタウン大学(南アフリカ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum ergodicity in the many-body localization problem2021

    • 著者名/発表者名
      Felipe Monteiro, Masaki Tezuka, Alexander Altland, David A. Huse, and T. Micklitz
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 127 号: 3

    • DOI

      10.1103/physrevlett.127.030601

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlated disorder in the SYK2 model2021

    • 著者名/発表者名
      Pak Hang Chris Lau, Chen-Te Ma, Jeff Murugan, and Masaki Tezuka
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 54 号: 9 ページ: 095401-095401

    • DOI

      10.1088/1751-8121/abde77

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Minimal model of many-body localization2021

    • 著者名/発表者名
      Felipe Monteiro, Tobias Micklitz, Masaki Tezuka, and Alexander Altland
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.3.013023

    • 関連する報告書
      2020 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] Two-Dimensional Thouless Pumping of Ultracold Fermions in Obliquely Introduced Optical Superlattice2020

    • 著者名/発表者名
      Fuyuki Matsuda, Masaki Tezuka, and Norio Kawakami
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 89 号: 11 ページ: 114708-114708

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.114708

    • NAID

      210000158563

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative study of Fock-space localization in the Sachdev-Ye-Kitaev model2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      PCS-IBS Seminar (online)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Many-body localization in quasiperiodic systems and effect of nonhermitian terms2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      IRN-APERIODIC “Open space between aperiodic order and physics & chemistry of materials”
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sachdev-Ye-Kitaev 模型における多体局在の定量的研究2021

    • 著者名/発表者名
      手塚真樹
    • 学会等名
      離散的手法による場と時空のダイナミクス2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantitative analysis of many-body localization in Sachdev-Ye-Kitaev type models2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      YITP workshop “Recent progress in theoretical physics based on quantum information theory”
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多体局在問題における量子エルゴード性:SYK模型を例として2021

    • 著者名/発表者名
      Tobias Micklitz, Felipe Monteiro, 手塚真樹, Alexander Altland, David Huse
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Sachdev-Ye-Kitaev模型における多体局在の定量的解析2020

    • 著者名/発表者名
      手塚真樹
    • 学会等名
      物性研究所短期研究会 「量子多体計算と第一原理計算の新展開」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Time evolution of local operator entanglement in spin chains2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      Localisation 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光超格子上の冷却原子による2次元サウレス量子ポンプ2020

    • 著者名/発表者名
      松田冬樹, 手塚真樹, 川上則雄
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] フェッシュバッハ共鳴付近での相互作用掃引の非エルミートハミルトニアンによる研究2020

    • 著者名/発表者名
      妹尾歩
    • 学会等名
      アトムの会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SYK模型における多体局在:フォック空間での局在としての定量的解析2020

    • 著者名/発表者名
      Felipe Monteiro, Tobias Micklitz, 手塚真樹, Alexander Altland
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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