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原子核ハロー状態のエフィモフ理論による統一的記述

公募研究

研究領域量子クラスターで読み解く物質の階層構造
研究課題/領域番号 21H00116
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
研究機関東北大学

研究代表者

遠藤 晋平  東北大学, 理学研究科, 助教 (30824453)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード量子少数多体問題 / 3体問題 / エフィモフ状態 / ハロー核 / ハロー原子核
研究開始時の研究の概要

本研究では、原子核と原子というエネルギースケールが15桁も異なり、異分野として研究されてきた2つの系が、同じ物理的挙動を示すかを理論的に明らかにすることである。その鍵となるのが低エネルギー量子系の示す普遍性である。特にエフィモフ状態とよばれる量子3体状態は、構造や内部状態に依存しない普遍的挙動を示すことが近年の冷却原子における量子少数多体研究で明らかになってきた。本研究では原子核と冷却原子における量子3体現象(エフィモフ現象)を比較し、両分野にまたがる量子物理学の統一的・俯瞰的理解を与えることを目指している。

研究実績の概要

前年度に開発した量子3体計算の数値計算を用いた量子3体系の研究、特にエフィモフ状態の研究を行った。また前年度に引き続き、本研究のエフィモフ状態や量子3体・4体現象に密接に関連する量子少数多体現象に関する成果発表を行った。より具体的には、前年度には困難であった理化学研究所の共同研究者との対面での議論のための出張も頻繁に行い、原子核の量子3体系を行う際の適切なパラメータ設定値や、量子3体モデル化を行う際の限界や、原子核実験においてどのような物理量として対象の量子3体現象が観測されるか等の議論を行い、成果を論文にまとめるための研究を進展させることができた。そのような知見の下で適切な原子核系の選択および量子3体計算の実行を行い、予備的な結果を得ることに成功した。これらの予備の結果の報告を研究会等の発表で行い、原子核物理分野や冷却原子分野から多くの関心や有益な意見を得ることができた。これらの結果や知見をもとに、最終的な結果をまとめた論文を2本程度出版する予定である。また、これらの研究成果で得られた知見や申請者のこれまでの量子少数多体研究やエフィモフ状態の知見をもとにレビュー論文の一説を執筆し出版する予定である。これらの成果は2022年度末の研究補助期間終了までには出版までには至らなかったが、期間後も引き続き論文出版に向けた活動を継続する予定であり、1年以内程度には出版させることを目指している。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] パリ高等師範学校(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Fourth cluster and virial coefficients of a unitary Fermi gas for an arbitrary mass ratio2022

    • 著者名/発表者名
      Endo Shimpei、Castin Yvan
    • 雑誌名

      Comptes Rendus. Physique

      巻: 23 号: G1 ページ: 41-110

    • DOI

      10.5802/crphys.108

    • 関連する報告書
      2022 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] Equivalence of Dissipative and Dissipationless Dynamics of Interacting Quantum Systems With Its Application to the Unitary Fermi Gas2021

    • 著者名/発表者名
      Tokieda Masaaki、Endo Shimpei
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 9 ページ: 730761-730761

    • DOI

      10.3389/fphy.2021.730761

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On deformability of atoms---comparative study between atoms and atomic nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Naito, Shimpei Endo, Kouichi Hagino, and Yusuke Tanimura.
    • 雑誌名

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      巻: 54 号: 16 ページ: 165201-165201

    • DOI

      10.1088/1361-6455/ac170c

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Erratum: Physical origin of the universal three-body parameter in atomic Efimov physics [Phys. Rev. A 90, 022106 (2014)]2021

    • 著者名/発表者名
      Naidon Pascal、Endo Shimpei、Ueda Masahito
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 104 号: 5 ページ: 059903-059903

    • DOI

      10.1103/physreva.104.059903

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Unitary Fermi Gas: Equivalence of its dissipative and dissipationless dynamics + High temperature EOS with virial expansion2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo
    • 学会等名
      Joint RIKEN-Tohoku workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 冷却原子におけるエフィモフ状態とその普遍性2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平
    • 学会等名
      国内モレキュール型研究会「少数系の量子ダイナミクス」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 質量インバランスユニタリーフェルミ気体における4次ビリアル展開2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Equation of state of the unitary Fermi gas revealed by the 4th order virial expansion2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平, Yvan Castin
    • 学会等名
      第4回冷却原子研究会「アトムの会」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ユニタリー極限近傍の少数多体系の普遍的挙動2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平
    • 学会等名
      量子クラスター第8回領域研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パネルディスカッション"Open Systems"2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平
    • 学会等名
      第 4 回若手放談会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Equivalence of dissipative and dissipationless dynamics of the unitary Fermi gas2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo
    • 学会等名
      Ultracold Atoms Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Equation of state of the unitary Fermi gas revealed by the 4th order virial expansion2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo, Yvan Castin
    • 学会等名
      29th International Conference on Low Temperature Physics (LT29)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Equation of state of the unitary Fermi gas revealed by the 4th order virial expansion2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo, Yvan Castin
    • 学会等名
      International symposium on Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems (CLUSHIQ2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Equilibrium and dynamical properties of the unitary Fermi gases2022

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo
    • 学会等名
      3rd France-Japan Workshop "Clusters in quantum systems: from atoms to nuclei and hadrons"
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Halo 3-body systems of cold atoms and nuclear systems2021

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo
    • 学会等名
      Joint Tohoku-RIKEN internal Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 原子核ハロー状態のエフィモフ理論による統一的記述2021

    • 著者名/発表者名
      Shimpei Endo
    • 学会等名
      第6回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ユニタリーフェルミ気体の量子散逸ダイナミクスの、散逸なしモデルへの厳密なマッピング2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平
    • 学会等名
      第3回 冷却原子研究会「アトムの会」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 量子散逸ダイナミクスに関する厳密な関係式とユニタリー気体への応用2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平、時枝正明
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Equivalence of dissipative and dissipationless quantum many-body dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤晋平
    • 学会等名
      第7回クラスター階層領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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