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2014 年度 実績報告書

量子クラスター展開法によるユニタリー気体の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 13J00588
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

作道 直幸  独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード量子多体系 / BCS-BECクロスオーバー / 量子統計力学 / 量子クラスター展開法 / Perron-Frobeniussの定理
研究実績の概要

本年度は、以下の4つの成果があがった。
1. クラスター展開を用いた冷却フェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバーの解析に関して以下の進展があった。私は前年度、相互作用が弱いBCS極限と強いBEC極限における超流動相転移温度がクラスター展開を用いて導出できることを示した。他方、2012年度の私の研究で相転移点は、Perron-Frobeniuss(PF)の定理を用いて解析できることを示した。しかしながら、前年度の研究と2012年度の研究の関係が曖昧であった。この問題を解決すべく本年度は、PFの定理を用いた解析方法を詳細に検討した。従来は高エネルギーでのカットオフが必要であったが、上手い変数変換を用いることでこの問題を回避できることが分かった。結果は国際会議で報告した。また、クラスター展開を用いて運動量分布をフガシティの二次までを厳密に計算した。結果は国内会議で報告した。
2. フェルミ多体系に少数系の自由度が与える影響を調べる研究の一環として、二次元に閉じ込められたヘリウムの三体束縛状態について精密な数値計算によって解析した。研究結果は国内会議で報告した。
3. 冷却原子気体などの孤立量子系において、どんなエントロピーの表式がエントロピー増大則を満たすか、という問題に取り組んだ。結果として、熱力学の基本的な関係式を全て満たす孤立量子系のエントロピーの表式の一つを示した。結果は原著論文にまとめ、Annals of Physics に掲載された。
4. クォークの少数系に関して、QCDの真空のAbelian partがQCDの閉じ込めの性質をどの程度保持しているのかを調べるために、クォーク・反クォークからなるメソンと三個のクォークからなるバリオンのポテンシャルを数値解析した。その結果、Abelian partが閉じ込め力をほぼ完全に保持していることを発見した。結果は原著論文にまとめ、Physical Review D (Rapid communications)に掲載された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] The second law of thermodynamics under unitary evolution and external operations2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiko N. Ikeda, Naoyuki Sakumichi, Anatoli Polkovnikov, and Masahito Ueda
    • 雑誌名

      Annals of Physics

      巻: 354 ページ: 338-352

    • DOI

      10.1016/j.aop.2015.01.003

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perfect Abelian dominance of quark confinement in baryons2015

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sakumichi and Hideo Suganuma
    • 雑誌名

      arXiv:1501.07596

      巻: 1501 ページ: 07596

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perfect Abelian dominance of quark confinement in SU(3) QCD2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sakumichi and Hideo Suganuma
    • 雑誌名

      Physical Review D (Rapid communications)

      巻: 90 ページ: 111501

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.111501

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perfect Abelian dominance of confinement in quark-antiquark potential in SU(3) lattice QCD2014

    • 著者名/発表者名
      Hideo Suganuma and Naoyuki Sakumichi
    • 雑誌名

      arXiv:1412.8489

      巻: 1412 ページ: 8489

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Perfect Abelian dominance of quark confinement in SU(3) lattice QCD2015

    • 著者名/発表者名
      作道直幸、菅沼秀夫
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス(東京都新宿区西早稲田 1-6-1)
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
  • [学会発表] メソンとバリオンにおけるクォーク閉じ込めの双対超伝導描像2015

    • 著者名/発表者名
      作道直幸
    • 学会等名
      第7回基礎物理セミナー合宿
    • 発表場所
      箱根太陽山荘(神奈川県足柄下郡箱根町強羅1320-375)
    • 年月日
      2015-02-14 – 2015-02-14
  • [学会発表] Cluster expansion approach to the BCS-BEC crossover2015

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sakumichi
    • 学会等名
      International Workshop on “Critical Stability in Few-Body Systems”
    • 発表場所
      理化学研究所研究本館435, 437号室(埼玉県和光市広沢2-1)
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-27
  • [学会発表] 量子クラスター展開法に基づくフェルミ多体系の超流動転移点の解析2014

    • 著者名/発表者名
      作道直幸、川上則雄、上田正仁
    • 学会等名
      基研研究会「量子多体系研究の新しい潮流」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所 湯川記念館 パナソニック国際交流ホール(京都市左京区北白川追分町)
    • 年月日
      2014-12-16 – 2014-12-16
  • [学会発表] 希薄な強相関フェルミ多体系の運動量分布関数2014

    • 著者名/発表者名
      作道直幸
    • 学会等名
      新学術領域研究「実験と観測で解き明かす中性子星の核物質」第三回研究会
    • 発表場所
      熱川ハイツ(静岡県賀茂郡東伊豆町奈良本1240-14)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-24
  • [学会発表] 二次元におけるヘリウムの三体束縛状態2014

    • 著者名/発表者名
      作道直幸、数納広哉、肥山詠美子
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス(愛知県春日井市松本町 1200 番地)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-10
  • [学会発表] Perron-Frobenius theorem on the superfluid transition of an ultracold Fermi gas2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sakumichi, Norio Kawakami, and Masahito Ueda
    • 学会等名
      ICAP2014 (The 24th international conference on atomic physics)
    • 発表場所
      米国、ワシントンD.C.、Mayflower Renaissance Hotel
    • 年月日
      2014-08-07 – 2014-08-07
  • [学会発表] Lee-Yang cluster expansion approach to the BCS-BEC crossover2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sakumichi
    • 学会等名
      23rd ANNUAL INTERNATIONAL LASER PHYSICS WORKSHOP
    • 発表場所
      ブルガリア、ソフィア、 Ramada Sofia Hotel
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] ヘリウムの三体束縛状態2014

    • 著者名/発表者名
      作道直幸
    • 学会等名
      物性研短期研究会「スーパーマターが拓く新量子現象」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所本館6階 大講義室(A632)(千葉県柏市柏の葉5丁目1番5号)
    • 年月日
      2014-04-17 – 2014-04-17

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公開日: 2016-06-01  

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