計算物理学ー物性研究における新展開ー・第III班コンプレックス系における協力現象

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03247102
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高山 一 筑波大学, 物理学系, 教授 (40091475)
• 研究分担者: 宮下 精二 京都大学, 教養部, 助教授 (10143372) ; 西森 秀稔 東京工業大学, 理学部, 助教授 (70172715) ; 利根川 孝 神戸大学, 理学部, 教授 (80028167) ; 鈴木 増雄 東京大学, 理学部, 教授 (80013473) ; 岡部 豊 東北大学, 理学部, 助教授 (60125515)
• キーワード: 数値的対角化法 / 量子モンテカルロ法 / フラストレ-ション / スピングラス / フラクタル / 高次元量子カオス / ハルデン相 / カイラルオ-ダ-

研究概要

種々の複雑な系が示す協力現象を、計算物理の手法を開発・駆使して解明することが本研究の目的であり、今年度の成果は以下の通りである。
量子スピン系について、まずその計算手法に関して、指数演算子の高次分解の一般論(鈴木)、数値的対角化法の汎用プログラムパッケ-ジの作成(西森)とその汎用性向上への取り組み(利根川)、フラストレ-ションを含むスピン系に対する量子モンテカルロ法に現われる負符号問題の解析(西森)、さらに不純物を含む系の量子モンテカルロ法の開発(宮下)など、数多くの進展がなされ、具体的な物性現象としては、S=1の1次元ハイゼンベルグスピン系のハルデン相に対するフラストレ-ション効果(利根川)などが明らかにされた.
ランダムスピン系について、まず、新たに開発したモンテカルロ・スピン動力学法を用いて異方性のあるハイゼンベルグ・スピングラス(以下SG)における相転移に関して重要な結果が得られた(松原)。一方、通常のモンテカルロ法など種々の計算手法によって、CAM理論によるSG相転移の解析(鈴木)、SG平均場理論の展開とイジングEA模型におけるスピン緩和過程(高山)、XYおよびハイゼンベルグSGにおけるカイラルオ-ダ-(川村)等に関して新たな知見が得られた。また、ポッツ模型SGに関してはマルチスピンコ-ディングによる高速化されたモンテカルロ法のプログラムを開発し、相図など具体的な結果を得た(岡部)。
ランダム・フラクタル系の動力学について、強制振動法のアルゴリズムを確立し、フラクタル構造に固有なスケ-リング則を検証した(中山)。また、高次元量子カオスに関して、その時間発展を追うための数値計算法(FFTーSympletic Integrator法)を開発し、多自由度量子カオスによる散逸の発生機構を明らかにした(池田)。

研究成果

• [文献書誌] K.Nemoto: "Anomalous Phase in the 2D EA Ising Spin Glass" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] H.Takayama: "On the Phase Diagrams of the Extended Mean Field Model for Spin Glasses-Mean Field Description of Random Network Model for Spin Glass-Ferromagnetic Systems-" J.Phys.Soc.Jpn.
• [文献書誌] K.Nishimura: "Phase diagram of the naive mean-field model for spin glasses" J.Phys:Condensed Matter.
• [文献書誌] K.Ikeda: "Stationary dissipation due to quantum chaos:Simulated light absorption with quantum maps" Phys.Letters A. (1992)
• [文献書誌] F.Matsubara: "Phase Diagram of a Short-Range ±J Heisenberg Model in Three Dimensions" J.Phys.Soc.Jpn.60. 4022-4025 (1991)
• [文献書誌] F.Matsubara: "A Hybrid Monte-Carlo Spin-Dynamics Method and Its Applications to the ±J Heisenbreg Models in Three Dimensions" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] F.Matsubara: "Reentrant mixed phase of a short-range ±J Heisenberg model with anisotropy in three dimensions" Phys.Rev.
• [文献書誌] M.Kikuchi: "Monte Carlo Renormalization Group Study of Random Three-State Potts Model" J.Magn.Magn.Mat.(1991)
• [文献書誌] T.Tonegawa: "Ground-State Properties of the Frustrated One-Dimensional S=1 Heisenberg Model" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] M.Kaburagi: "Numerical Study of Quantum Spin Systems" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] T.Tonegawa: "Ground-State Properties of the One-Dimensional Isotropic Spin-1 Heisenberg Antiferromagnet with Competing Interactions" J.Phys.Soc.Jpn.
• [文献書誌] K.Yakubo: "Analysis of a new method for finding elgenmodes of very large lattice systems" J.Phys.Soc.Jpn.60. 3249-3259 (1991)
• [文献書誌] T.Nakayama: "Dynamical correlation function of fractal networks:computer simulation" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] T.Nakayama: "Numerical method for the analysis of optical waveguides" Opt.Lett.17. (1992)
• [文献書誌] 西森 秀稔: "スピングラスと神経回路網" 固体物理. 26. 373-377 (1991)
• [文献書誌] 西森 秀稔: "量子スピン系の対角化プログラム TITPACK Ver.2" 物性研究. 56. 494-565 (1991)
• [文献書誌] Y.Okabe: "Monte Carlo Study of Random Potts Model" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] K.Ohno: "Effect of Randomness on Surface Critical Phenomena" Phys.Rev.B.
• [文献書誌] H.Kawamura: "Monte Carlo Study of Chiral Criticality" J.Phys.Soc.Jpn.61. (1992)
• [文献書誌] H.Kawamura: "Chiral Order in Vector Spin Glasses" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer,Berlin. (1992)
• [文献書誌] N.Hatano: "Transfer-Matrix Calculations of the 1/2 Antiferromagntic XXZ Model on the 4x2 Triangular Lattice Using the Fractal Decomposition" Prog.Theor.Phys.85. 481-491 (1991)
• [文献書誌] N.Hatano: "Effective-Field Theory of Spin Glasses and the Coherent-Anomaly Method.II-Double-Cluster Approximation-" J.Stat.Phys.
• [文献書誌] N.Kawashima: "The replica Optimization Method for the Grounds States of Random Spin Systems" Phys.Rev.
• [文献書誌] N.Hatano: "Representation Basis in Quantum Monte Carlo and Negative-Spin Problem" Phys.Lett.A.
• [文献書誌] H.Nishimori: "TITPACK-Numerical diabonalization routines of quantum spin systems" AIP Conference Proceedings. (1992)
• [文献書誌] T.Horiguchi: "low-and High-Temperature Behaviors of Ferromagnetic Ising Model of Infinite-Spin" J.Phys.Soc.Jpn.61. 308 (1991)
• [文献書誌] S.Miyashita: "Quantum Effects in Random Spin Systems" "Computational Approaches in Condensed Matter Physics"Springer Proc.Phys.,eds.S.Miyashita,M.Imada and H.Takayama Springer-Berlin. (1991)
• [文献書誌] J.Beher: "Quantum Monte Carlo Simulation of Diluted Heisenberg Antiferromagntes (S=1/2) on the Square Lattice" J.Phys.Cond.Matt.
• [文献書誌] 高山 一: "スピングラス" 丸善, 152 (1991)
• [文献書誌] K.Ikeda(G.Castai,B.V.Chrikoo編): "Time irreversibility of classiscally chaotic quantum dynamics in "Quantum Chaos"" Cambridge Univ.Press, (1992)
• [文献書誌] K.Ikeda(C.Grebogi編): "Irreversibility and quantum chaos in"The impact of chaos on science and socity"" (1992)