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素粒子論的手法によるトポロジカル励起の研究

公募研究

研究領域対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象
研究課題/領域番号 23103515
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

新田 宗土  慶應義塾大学, 商学部, 准教授 (60433736)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードトポロジカル・ソリトン / 量子渦 / ドメイン壁 / タキオン凝縮 / 非可換統計 / 人工ゲージ場 / ボース・アインシュタイン凝縮 / ボゴリューボフ・ドジャン方程式 / トポロジカル励起 / マヨラナ・フェルミオン / カラー超伝導 / トポロジカル超伝導
研究実績の概要

3成分のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)において,渦の3分子構造を発見した。2成分のBECにおいて,ドメイン壁と反ドメイン壁の間に渦が橋渡ししていると,対消滅の後にボルトン,3次元スカーミオンが生成されることを示した。2成分のBECにおいて,ドメイン壁と反ドメイン壁の対消滅の後に渦輪が生成されることを示した。さらに、タキオンの有効理論を構成し,壁の対消滅後の時間発展を調べ,非平衡統計力学的性質を調べることで,渦の生成は壁の上のキンクの生成とみなせることを示した。
2成分のBECにおいて人工ゲージ場を導入すると,3次元のスカーミオンが基底状態
として安定に実現されることを示した。(結果はPhysical Review Letter誌の表紙になり、日刊工業新聞でも紹介された。)
スピノールBECにおける渦のコアの構造をトポロジーを用いて分類した。
ボゴリューボフ・ドジャン(BdG)方程式の解として,ギャップに関して,非線形シュレディンガー階層で分類し,フェルミオン解を一般的に構成した。さらに、BdG方程式の自己無頓着な解を無限遠方でギャップが一定になる境界条件の一般解を構成し,複数の複素キンクが任意の距離に存在し,量子化された位相を持っていることを示した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Self-consistent multiple complex-kink solutions in Bogoliubov-de Gennes and chiral Gross-Neveu systems2013

    • 著者名/発表者名
      Daisuke A. Takahashi, Muneto Nitta
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett

      巻: 110 号: 13 ページ: 131601-131601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.131601

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tachyon Condensation and Brane Annihilation in Bose-Einstein Condensates: Spontaneous Symmetry Breaking in Restricted Lower-Dimensional Subspace2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Takeuchi, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 171 号: 3-4 ページ: 443-454

    • DOI

      10.1007/s10909-012-0816-z

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dirac returns: Non-Abelian statistics of vortices with Dirac fermions2012

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Yasui, Kazunori Itakura, Muneto Nitta
    • 雑誌名

      Nucl.Phys.

      巻: B859 号: 2 ページ: 261-268

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2012.02.007

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vortex trimer in three-component Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      Minoru Eto, Muneto Nitta
    • 雑誌名

      Phys.Rev

      巻: A85 号: 5 ページ: 53645-53645

    • DOI

      10.1103/physreva.85.053645

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Abelian statistics of vortices with multiple Majorana fermions2012

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hirono, Shigehiro Yasui, Kazunori Itakura, Muneto Nitta
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 号: 1 ページ: 14508-14508

    • DOI

      10.1103/physrevb.86.014508

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Creating vortons and three-dimensional skyrmions from domain wall annihilation with stretched vorticesin Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      M. Nitta, K. Kasamatsu, M. Tsubota, and H. Takeuch
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: vol.85 号: 5 ページ: 53639-53639

    • DOI

      10.1103/physreva.85.053639

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological classification of vortex-core structures of spin-1 Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, Y. Kawaguchi, M. Nitta, M. Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 86 号: 2 ページ: 23612-23612

    • DOI

      10.1103/physreva.86.023612

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Skyrmions in SU(2) Gauged Bose-Einstein Condensates2012

    • 著者名/発表者名
      Takuto Kawakami, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 1 ページ: 15301-15301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.015301

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tachyon condensation due to domain-wall annihilation in Bose-Einstein condensates2012

    • 著者名/発表者名
      H. Takeuchi, K. Kasamatsu, M. Tsubota, M. Nitta
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: vol.109 号: 24 ページ: 245301-245301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.245301

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fermionic solutions of chiral Gross-Neveu and Bogoliubov-de Gennes systems in nonlinear Schrodinger hierarchy2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke A. Takahashi, Shunji Tsuchiya, Ryosuke Yoshii, Muneto Nitta
    • 雑誌名

      Phys.Lett.

      巻: B718 号: 2 ページ: 632-637

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.10.058

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abe homotopy classification of topological excitations under the topological influence of vortices2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi
    • 雑誌名

      Nucl. Phys. B

      巻: 856 号: 2 ページ: 577-606

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2011.11.003

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin imbalance effect on Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrel state2011

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yoshii, Shunji Tsuchiya, Giacomo Marmorini, Muneto Nitta
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B

      巻: 84 号: 2 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevb.84.024503

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction of half-quantized vortices in two-component Bose-Einstein condensates2011

    • 著者名/発表者名
      M.Eto, K.Kasamatsu, M.Nitta, H.Takeuchi, M.Tsubota
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 83 号: 6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physreva.83.063603

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Index theorem and Majorana zero modes along a non-Abelian vortex in a color superconductor2011

    • 著者名/発表者名
      T.Fujiwara, T.Fukui, M.Nitta, S.Yasui
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 84 号: 7 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.076002

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 量子乱流中で再結合する渦糸の動画撮影2011

    • 著者名/発表者名
      新田宗土(翻訳)
    • 雑誌名

      パリティ

      巻: 26 ページ: 40-43

    • NAID

      40018761706

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Creating Vortons and Knot Solitons via Domain Wall Pair Annihilation in BEC and Field Theory2012

    • 著者名/発表者名
      Muneto Nitta
    • 学会等名
      Quantized Flux in Tightly Knotted and Linked Systems
    • 発表場所
      Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences, Cambridge, UK
    • 年月日
      2012-12-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ボース凝縮体におけるDブレーンソリトンの構造2012

    • 著者名/発表者名
      笠松健一,竹内宏光,坪田誠,新田宗土
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ボース・アインシュタイン凝縮におけるタキオン凝縮;空間的に局在した自発的対称性の破れ2012

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光,笠松健一,坪田誠,新田宗土
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] タキオン凝縮のトポロジー的側面:ドメイン壁対消滅によるボルトン生成2012

    • 著者名/発表者名
      新田宗土,笠松健一,坪田誠,竹内宏光
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マヨラナの物性とトポロジカル計算:素粒子論の観点から2012

    • 著者名/発表者名
      新田宗土
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子渦の渦芯における内部自由度の幾何学的決定法およびスピノル・ボース凝縮への応用2012

    • 著者名/発表者名
      小林未知数,小林伸吾,新田宗土,川口由紀,上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Vortons and 3D skyrmions from domain wall pair annihilations in BECs2012

    • 著者名/発表者名
      Muneto Nitta
    • 学会等名
      QFS2012: International Conference on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Physics Department, Lancaster University, UK
    • 年月日
      2012-08-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Solutions of bosonic and fermionic one-dimensional Bogoliubov-de Gennes equations: a unified treatment and generalizations2012

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, D.A. and Muneto Nitta
    • 学会等名
      QFS2012: International Conference on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Physics Department, Lancaster University, UK
    • 年月日
      2012-08-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カラー超伝導の非可換渦糸中におけるゼロモード2012

    • 著者名/発表者名
      藤原高徳, 福井隆裕, 新田宗土, 安井繁宏
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 人工ゲージ場中における,SU(2)対称性を持つBECのスカーミオンの安定性2012

    • 著者名/発表者名
      川上拓人, 水島健, 新田宗土, 町田一成
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 3成分BECにおける3分子渦2012

    • 著者名/発表者名
      新田宗土, 衛藤稔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 非可積分1次元spin-1 BEC系におけるダークソリトン:分類と相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      高橋大介, 新田宗土
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノルBECにおける量子渦コア状態の分類2012

    • 著者名/発表者名
      小林伸吾, 川口由紀, 新田宗土, 上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Interaction of Vortices in BEC and QCD2011

    • 著者名/発表者名
      Muneto Nitta
    • 学会等名
      Maths-Physics Meeting around Bose Einstein condensates
    • 発表場所
      Institut Henri Poincare (Paris, PVance)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 渦に局在した非アーベリアン・マヨラナ・フェルミオンによる新しい非可換統計2011

    • 著者名/発表者名
      新田宗土, 安井繁宏, 板倉数記
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピノルBECにおける渦芯構造の分析:群論によるアプローチ2011

    • 著者名/発表者名
      小林伸吾, 川口由紀, 小林未知数, 新田宗土, 上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 2成分ボース・アインシュタイン凝縮体における量子渦間の相互作用2011

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光, 衛藤稔, 笠松健一, 新田宗土, 坪田誠
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] スピン2ネマティック凝縮体の物理2011

    • 著者名/発表者名
      内野瞬, 小林未知数, 新田宗土, 上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 3成分超伝導における3分子渦2011

    • 著者名/発表者名
      新田宗土, 衛藤稔, 藤森俊明, 大橋圭介
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Quantum phase defects in the vacuum of Universe2011

    • 著者名/発表者名
      Muneto Nitta
    • 学会等名
      India-Japan international workshop "Super/Vacuum/Universe"
    • 発表場所
      東京理科大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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