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2009 年度 実績報告書

多成分原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体で実現する多様な位相欠陥の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07J09748
研究機関大阪市立大学

研究代表者

竹内 宏光  大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード超流動 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 量子渦 / 流体力学 / ケルビン・ヘルムホルツ不安定性
研究概要

原子気体ボース・アインシュタイン凝縮(BEC)におけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性(KHI)の研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、巨視的量子効果である超流動性と量子渦に起因して、古典流体では見られない新奇な不安定ダイナミクスが発現することを世界で初めて明らかにした。我々はこれを量子KHIと呼んでいる。我々が明らかにしたこの現象は、古典流体力学におけるKHIと同様に、量子流体力学において基礎的な不安定性として位置づけられるという点で重要である。得られた成果は、関連する国内会議、国際会議で発表し、学術誌(Physical Review B, Journal of Low Temperature Physcis)に学術論文として掲載された。
2成分BECにおけるブージャムの研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、超弦理論のソリトンであるDブレーンの対応物が実験的に実現可能であることを世界で初めて示した。得られた成果は国内・国際で発表すると共に、論文にまとめ某学術誌に投稿中である。
BECにおけるケルビン波に関する研究に代わり、計画を変更し、2成分BECの対向流の不安定現象に関する理論・数値的研究を行った。古くから知られる超流動ヘリウム4の熱対向流の不安定現象と同様に、この系でも量子乱流が実現することを初めて明らかにした。この現象は実験でも実現可能であり、現在、某実験グループと共同研究を行っている。得られた成果は、国内学会で発表し、論文を執筆中である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (14件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Connection of Vortices Between Spatially Different Phases in Two-Component Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Kasamatsu, Hiromitsu Takeuchi, Muneto Nitta, Makoto Tsubota
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics 158

      ページ: 99-104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shear-flow Instability in Two-component Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Takeuchi, Naoya Suzuki, Kenichi Kasamatsu, Hiroki Saito, Makoto Tsubota
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics 158

      ページ: 384-390

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Kelvin-Helmholtz Instability in phase-separated two-component Bose-Einstein condensates2010

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Takeuchi, Naoya Suzuki, Kenichi Kasamatsu, Hiroki Saito, Makoto Tsubota
    • 雑誌名

      Physical Review B 81

      ページ: 094517-1-094517-5

    • 査読あり
  • [学会発表] 巨視的波動関数による超固体相のモデル2010

    • 著者名/発表者名
      坪田誠、竹内宏光、藤本和也
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [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対向超流動の不安定現象2010

    • 著者名/発表者名
      石野隼伍, 竹内宏光, 坪田誠
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] 2成分ボース・アインシュタイン凝縮におけるDブレーン2010

    • 著者名/発表者名
      笠松健一、竹内宏光、新田宗土、坪田誠
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      20100320-20100323
  • [学会発表] D-branes in Bose-Einstein condensates2010

    • 著者名/発表者名
      笠松健一, 竹内宏光, 新田宗土, 坪田誠
    • 学会等名
      International Symposium on Physics of New Wuantum Phases in Superclean Materials
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      20100309-20100312
  • [学会発表] Kelvin Helmholtz Instability in Atomic Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光, 笠松健一, 新田宗土, 坪田誠
    • 学会等名
      International Symposium on Physics of New Wuantum Phases in Superclean Materials
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      20100309-20100312
  • [学会発表] ボース・アインシュタイン凝縮における位相欠陥でリンクする物理の模索2010

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光
    • 学会等名
      『アインシュタインの物理』でリンクする研究・教育拠点 研究会、学内重点冬セミナー'10
    • 発表場所
      セミナーハウス未来塾、和歌山県海草郡紀美野町
    • 年月日
      20100220-20100223
  • [学会発表] Connection of Vortices between Spatially Different Phases in Two-Component Bose-Einstein Condensates2010

    • 著者名/発表者名
      新田宗土, 笠松健一, 竹内宏光, 坪田誠
    • 学会等名
      Condensed Matter Physics Meets High Energy Physics, Institute for the Physics and Mathematics of the Universe(IPMU)
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      20100208-20100212
  • [学会発表] 超流体におけるせん断流の不安定性2009

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光
    • 学会等名
      第2回『アインシュタインの物理』でリンクする研究・教育拠点 研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学 学術情報センター
    • 年月日
      20091023-20091024
  • [学会発表] 量子ケルビン・ヘルムホルツ不安定性2009

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光、笠松健一、坪田誠
    • 学会等名
      日本物理学会、2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      20090925-20090928
  • [学会発表] Shear-flow Instability in Two-component Bose-Einstein Condensates2009

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光, 鈴木直也, 笠松健一, 斉藤弘樹, 坪田誠
    • 学会等名
      QFS2009 : International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Northwestern University, Illinois, USA
    • 年月日
      20090805-20090811
  • [学会発表] Connection of Vortices between Spatially Different Phases in Two-Component Bose-Einstein Condensates2009

    • 著者名/発表者名
      笠松健一, 竹内宏光, 新田宗土, 坪田誠
    • 学会等名
      QFS2009 : International Symposium on Quantum Fluids and Solids
    • 発表場所
      Northwestern University, Illinois, USA
    • 年月日
      20090805-20090811
  • [学会発表] 原子気体ボース・アインシュタイン凝縮における量子流体力学的不安定現象2009

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光、笠松健一、坪田誠、鈴木直也, 斉藤弘樹
    • 学会等名
      オイラー方程式の数理:渦運動と音波150年
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20090722-20090723
  • [学会発表] Spontaneous Radiation and Amplification of Kelvin Waves on Quantized Vortices in Bose-Einstein Condensates2009

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光, 笠松健一, 坪田誠
    • 学会等名
      Ultracold Atoms and Molecules : Collisions, Field-Effects, and Applications
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20090623-20090626
  • [学会発表] Instability of Shear-flow of Two-component Bose-Einstein Condensates2009

    • 著者名/発表者名
      竹内宏光, 笠松健一, 坪田誠
    • 学会等名
      International Workshop on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials
    • 発表場所
      Kanagawa, Japan
    • 年月日
      20090419-20090421
  • [備考]

    • URL

      http://matter.sci.osaka-cu.ac.jp/~bsr/Takeuchi/indexj.html

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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