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2015 年度 実績報告書

スピンチューブにおける新奇量子相の理論的探究

研究課題

研究課題/領域番号 13F03802
研究機関東京大学

研究代表者

押川 正毅  東京大学, 物性研究所, 教授 (50262043)

研究分担者 LAJKO MIKLOS  東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードトポロジカル相 / 冷却原子系 / SU(N) / 変分モンテカルロ法 / エッジ状態
研究実績の概要

We studied fermions with SU(N) internal degrees of freedom on the triangular lattice. .
We showed that, in the presence of a pi/2 artificial gauge field per plaquette, Mott insulating phases of fermions with SU(N) symmetry and one particle per site generically possess an extended chiral phase with intrinsic topological order characterized by a multiplet of N low-lying singlet excitations for periodic boundary conditions, and by chiral edge states described by the SU(N)_1 Wess-Zumino-Novikov-Witten conformal field theory for open boundary conditions. This has been achieved by extensive exact diagonalizations for N between 3 and 9, and by a parton construction based on a set of N Gutzwiller projected fermionic wave-functions with flux pi/N per triangular plaquette.
With the recent realization of the Mott-crossover regime in 3D optical lattices with fermionic Ytterbium atoms the prospect for the experimental realization of strongly correlated SU(N) quantum magnetism is becoming bright. Our proposal for triangular lattices builds on ingredients which have been demonstrated separately: the possibility to realize Mott insulators in optical lattices, and to create static artificial gauge fields in an optical lattice (for alkaline atoms). Besides, working with the triangular lattice is a big advantage because the 3-site permutation term is the first and only term to appear to third order perturbation theory starting from the Hubbard model with one particle per site, by contrast to e.g. the square and honeycomb lattice, where they appear at order 4 and 6 respectively.

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Ecole Polytechnique Federale de Lausanne(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Ecole Polytechnique Federale de Lausanne
  • [国際共同研究] Universitat Innsbruck(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Universitat Innsbruck
  • [国際共同研究] Hungarian Academy of Sciences(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      Hungarian Academy of Sciences
  • [学会発表] Chiral spin liquids in SU(N) symmetric Mott-insulators2015

    • 著者名/発表者名
      Miklos Lajko
    • 学会等名
      KEK Theory Workshop 2015 Dec.
    • 発表場所
      High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba, Ibaraki Prefecture, Japan.
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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