超低温における超流動性の発現機構の理論的研究-量子渦を中心に-

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640385
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 町田 一成 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50025491)
• キーワード: ボーズ・アインシュタイン凝縮 / 超流動 / スピナー / アルカリ原子 / 量子渦

研究概要

アルカリ金属原子を用いて行われているボーズ・アインシュタイン凝縮実験を念頭におきながら理論的研究を実行した.特に光学トラップ法によって原子のスピンを生かしたまま冷却したいわゆるスピナーボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)に焦点をあてた.回転下のスピナーBECは光の内部自由度に由来した豊富な量子渦が形成されることが予想される.この観点から従来の一成分BECの理論を三成分に拡張しつつ,可能な渦の分類を行い,いくつかの興味ある渦構造を見出した.超流動^3Heで予測されていたMermin-Ho vortexがスピナーBECでも安定に存在しうることを計算によって示した.又そのvortexに伴う集団励起も求めた.この理論を発表した後に,アメリカのMITのKettrleグループによって^<23>Naを用いて実際にMermin-Ho vortexが実験的に観測され理論の正しさが実証された.

研究成果

• [文献書誌] N.Nakai, et al.: "Reentrant vortex lattice transformation in four-fold symmetric surer inductors"Phys. Rev. Lett.. 89. 237004 (2002)
• [文献書誌] M.Takigawa, et al.: "NMR relaxation time around a vortex in stripe super conductors"Phys. Rev. Lett.. 90. 047001 (2003)
• [文献書誌] M.Takigawa, et al.: "Relation between vortex excitation and thermal conductivity in Superconductors"Europhys. J.. B27. 303 (2002)
• [文献書誌] E.Kaneshita: "Phonon anomabes due to stripe collective modes in high Tc cuprates"Phys. Rev. Lett.. 88. 115501 (2002)
• [文献書誌] T.Mizushima: "Mermin-Ho vortex in ferromagnetic spinov Bose-Einstein condensates"Phys. Rev. Lett.. 89. 030401 (2002)
• [文献書誌] T.Isoshima: "Axis yumetric vortices in spinor Bose-Einstein condensates under rotation"Phys. Rev.. A66. 023602 (2002)