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非平衡動的平均場理論の展開と低次元強相関系への応用

公募研究

研究領域コンピューティクスによる物質デザイン:複合相関と非平衡ダイナミクス
研究課題/領域番号 25104709
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
研究機関東京大学

研究代表者

辻 直人  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90647752)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード非平衡 / 強相関 / 動的平均場理論
研究実績の概要

本年度は、(1)非平衡強相関系を扱うための手法開発、特に非平衡動的平均場理論の拡張、および(2)それらの手法を超伝導体に適用して新たな物理現象の解析に応用すること、の主に二つのテーマに取り組んだ。
(1) 非平衡動的平均場理論は強相関系の非平衡現象を扱う強力な解析手法として確立されているが、その限界は自己エネルギーを局所近似することにある。我々は前年度に引き続き、非平衡動的平均場理論をクラスター拡張した非平衡動的クラスター理論の開発を行った。これにより、クラスター内の短距離の非局所的な相関効果を取り込みながら系の時間発展を計算することができるようになった。しかし、現実的な計算量の範囲ではクラスターは2x2などの小さいサイズに制限される。さらに長距離の非局所相関効果を考慮するために、動的平均場理論(DMFT)と揺らぎ交換近似(FLEX)を組み合わせた新しい手法(FLEX+DMFT)を提案した。これはDMFTにより自己エネルギーの局所部分を、FLEXによりそれ以外の非局所部分を長距離まで自己無撞着に取り入れる方法論である。FLEX+DMFTを2次元のハバード模型に適用し、ドーム状のd波超伝導相図を得た。ドーム構造はFLEX単独では見られなかった結果で、相関効果の特徴的なfilling依存性を反映している。
(2) 非平衡動的平均場理論を引力ハバード模型に適用して、振動電場によって定常的に駆動されている超伝導体のダイナミクスを調べた。その結果、超伝導秩序パラメーターが振動電場の2倍の周波数で強制振動すること、振動電場の周波数が超伝導ギャップの半分になるところで秩序パラメーターの振動が発散的に増幅されることを見出した。これは超伝導体の集団励起モードであるヒッグスモードと外場による振動が共鳴したためと解釈される。相関効果によりヒッグスモードの寿命に反比例する共鳴幅が生じる。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (43件) (うち招待講演 10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Interaction quench in the Holstein model: Thermalization crossover from electron- to phonon-dominated relaxation2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 91 号: 4 ページ: 045128-045128

    • DOI

      10.1103/physrevb.91.045128

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light-induced collective pseudospin precession resonating with Higgs mode in a superconductor2014

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Matsunaga, Naoto Tsuji, Hiroyuki Fujita, Arata Sugioka, Kazumasa Makise, Yoshinori Uzawa, Hirotaka Terai, Zhen Wang, Hideo Aoki, and Ryo Shimano
    • 雑誌名

      Science

      巻: 345 号: 6201 ページ: 1145-1149

    • DOI

      10.1126/science.1254697

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Supersolid Phase Accompanied by a Quantum Critical Point in the Intermediate Coupling Regime of the Holstein Model2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 113 号: 26 ページ: 266404-266404

    • DOI

      10.1103/physrevlett.113.266404

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium dynamical cluster theory2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Peter Barmettler, Hideo Aoki, Philipp Werner
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 90 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.90.075117

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium dynamical mean-field theory and its applications2014

    • 著者名/発表者名
      Hideo Aoki, Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Marcus Kollar, Takashi Oka, Philipp Werner
    • 雑誌名

      Reviews of Modern Physics

      巻: 86 号: 2 ページ: 779-837

    • DOI

      10.1103/revmodphys.86.779

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamical mean-field analysis of ordered phases in the half-filled Holstein-Hubbard model2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 雑誌名

      JPS Conference Series

      巻: 3

    • DOI

      10.7566/jpscp.3.016023

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical mean-field analysis of ordered phases in the half-filled Holstein-Hubbard model2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society Conference Proceedings

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ordered phases in the Holstein-Hubbard model: Interplay of strong Coulomb interaction and electron-phonon coupling2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.125126

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium dynamical mean-field theory based on weak-coupling perturbation expansions: Application to dynamical symmetry breaking in the Hubbard model2013

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Philipp Werner
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 16 ページ: 165115-165115

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.165115

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonthermal antiferromagnetic order and nonequilibrium criticality in the Hubbard model2013

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Philipp Werner
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 110 号: 13 ページ: 136404-136404

    • DOI

      10.1103/physrevlett.110.136404

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Light-induced Higgs-mode resonance in s-wave and d-wave superconductors2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      Dynamics of Strongly Correlated Systems, ISSP-MPIPKS Joint Workshop
    • 発表場所
      東京大学物性研究所、千葉県
    • 年月日
      2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電子・格子系における非平衡超伝導の動的平均場理論による解析2015

    • 著者名/発表者名
      村上雄太、Philipp Werner、辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学、東京都新宿区
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 強相関電子系の非平衡相転移の理論的研究2015

    • 著者名/発表者名
      辻直人
    • 学会等名
      日本物理学会領域5若手奨励賞受賞講演
    • 発表場所
      早稲田大学、東京都新宿区
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] d波超伝導体におけるヒッグスモード: 平均場理論からのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学、東京都新宿区
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導体における「ヒッグス粒子」2015

    • 著者名/発表者名
      辻直人
    • 学会等名
      第3回統計物理学懇談会
    • 発表場所
      慶應大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Higgs mode in conventional and unconventional superconductors2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      A workshop on "Nonequilibrium phase transitions in diverse physical systems"
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 年月日
      2015-03-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DMFT+FLEX approach to unconventional superconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Kitatani, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 学会等名
      APS 2015 March Meeting
    • 発表場所
      San Antonio, Texas, USA
    • 年月日
      2015-03-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DMFT + FLEX approach to anisotropic pairing superconductivity2015

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Kitatani, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 学会等名
      International Workshop on New Frontier of Numerical Methods for Many-Body Correlations
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Light-induced Anderson pseudospin resonance with Higgs mode in superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      Nonequilibrium phenomena in novel quantum states (YKIS 2014)
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都府
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium dynamical cluster approximation: non-local correlation and real-time dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      International Symposium on Computics: Quantum simulation and design (ISC-QSD 2014)
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 年月日
      2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Non-equilibrium DMFT study of thermalization in an electron-phonon system2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 学会等名
      International Symposium on Computics: Quantum simulation and design (ISC-QSD 2014)
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 年月日
      2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DMFT+FLEX approach to unconventional superconductivity2014

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Kitatani, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 学会等名
      International Symposium on Computics: Quantum simulation and design (ISC-QSD 2014)
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 年月日
      2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導体における「ヒッグス粒子」の理論2014

    • 著者名/発表者名
      辻直人
    • 学会等名
      CMRC研究会「超伝導研究の新展開(鉄系・銅酸化物系+非平衡系)」
    • 発表場所
      KEK、茨城県
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] QMCソルバーを用いたDMFT+FLEX法による超伝導相図2014

    • 著者名/発表者名
      北谷基治、辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      中部大学、愛知県
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超伝導体におけるヒッグスモード共鳴の理論2014

    • 著者名/発表者名
      辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      中部大学、愛知県
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡動的平均場によるホルスタイン・モデルの解析:フォノンの非平衡緩和現象への役割2014

    • 著者名/発表者名
      村上雄太、Philipp Werner、辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      中部大学、愛知県
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Supersolid state and quantum critical point in the intermediate coupling regime of an electron-phonon system2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 学会等名
      International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES 2014)
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Higgs Mode and Terahertz Nonlinear Optics in Superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shimano, Ryusuke Matsunaga, Yuki Hamada, Arata Sugioka, Hiroyuki Fujita, Kazumasa Makise, Yoshinori Uzawa, Hirotaka Terai, Zhen Wang, Naoto Tsuji, and Hideo Aoki
    • 学会等名
      19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP2014)
    • 発表場所
      沖縄県
    • 年月日
      2014-07-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Anderson pseudospin resonance with Higgs mode in superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      New Horizon of Strongly Correlated Physics (NHSCP2014)
    • 発表場所
      東京大学物性研究所、千葉県
    • 年月日
      2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Higgs mode and Anderson pseudospin resonance in superconductors2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      Higgs modes in condensed matter and quantum gases
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都府
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nonthermal fixed point in the antiferromagnetic Hubbard model

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      Non-equilibrium dynamics of correlated electron-systems
    • 発表場所
      Krvavec, Slovenia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Prethermalization and nonthermal fixed point in the Hubbard model

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      Interdisciplinary mini-workshop on nonequilibrium physics
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強相関電子系・超伝導体の非平衡理論

    • 著者名/発表者名
      辻直人
    • 学会等名
      日本物理学会シンポジウム「限界駆動の物質光科学」
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非平衡動的クラスター理論

    • 著者名/発表者名
      辻直人、Peter Barmettler、青木秀夫、Philipp Werner
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 円偏光照射下のハニカム格子Hubbard模型の光誘起トポロジカル転移の理論

    • 著者名/発表者名
      見上敬洋、辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] s波超伝導体におけるHiggs modeの非平衡動的平均場理論

    • 著者名/発表者名
      辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ホルスタイン・ハバード・モデルにおけるs波超伝導と電荷秩序の競合と共存

    • 著者名/発表者名
      村上雄太、辻直人、Philipp Werner、青木秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] フェルミオン超流動における相互作用クエンチ

    • 著者名/発表者名
      辻直人、Martin Eckstein、Philipp Werner
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡動的クラスター理論の開発

    • 著者名/発表者名
      辻直人
    • 学会等名
      新学術「コンピューティクスによる物質デザイン: 複合相関と非平衡ダイナミクス」平成25年度第一回研究会
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Holstein-Hubbardモデルにおける秩序相の競合と共存

    • 著者名/発表者名
      村上雄太、Philipp Werner、辻直人、青木秀夫
    • 学会等名
      第7回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 非平衡動的クラスター理論とHubbard模型における相互作用クエンチへの適用

    • 著者名/発表者名
      辻直人、Peter Barmettler、青木秀夫、Philipp Werner
    • 学会等名
      第7回物性科学領域横断研究会
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium dynamical mean-field study of the nonthermal fixed point in the Hubbard model

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Philipp Werner
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DMFT analysis of the superconductivity in the Holstein-Hubbard model -- Interplay of strong Coulomb interaction and electron-phonon coupling

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced topological phase transitions in the Hubbard model on honeycomb lattice

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Mikami, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interaction quench in the presence of a long-range order

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji
    • 学会等名
      Quantum Many Body Systems out of Equilibrium (QSOE13)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dynamical phaes transition and nonequilibrium criticality in correlated fermion systems

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Philipp Werner
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Quantum interaction quench in the presence of a long-range order

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Philipp Werner
    • 学会等名
      Emergent Quantum Phases in Condensed Matter (EQPCM2013)
    • 発表場所
      東京大学物性研究所、千葉県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium dynamical cluster theory

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Peter Barmettler, Hideo Aoki, Philipp Werner
    • 学会等名
      Conference on: Ultrafast Dynamics of Correlated Materials
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ordered phases in the Holstein-Hubbard model: Interplay of strong electron-electron and electron-phonon interactions

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Philipp Werner, Naoto Tsuji, Hideo Aoki
    • 学会等名
      The International Conference on Strongly Correlated Electron Systems (SCES2013)
    • 発表場所
      東京大学、東京都文京区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Non-local correlations in real time: nonequilibrium dynamical cluster approximation

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Peter Barmettler, Philipp Werner, Hideo Aoki
    • 学会等名
      International workshop on Strong correlations and angle-resolved photoemission spectroscopy (CORPES13)
    • 発表場所
      Hamburg, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Nonequilibrium superconducting phase transition in correlated electron systems

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Philipp Werner
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Superconductivity
    • 発表場所
      Les Diableret, Switzerland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DMFT analysis for superconductivity in the Holstein-Hubbard model

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murakami, Naoto Tsuji, Philipp Werner, Hideo Aoki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Superconductivity
    • 発表場所
      Les Diableret, Switzerland
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dynamically induced antiferromagnetic phase transition in correlated electron systems

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tsuji, Martin Eckstein, Philipp Werner
    • 学会等名
      International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology (OTST 2013)
    • 発表場所
      京都テルサ、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 固体物理第48巻第9号2013

    • 著者名/発表者名
      辻直人、岡隆史、青木秀夫
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      アグネ技術センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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