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2019 年度 実績報告書

量子情報理論とテンソル積変分法を用いたフラストレート・ランダム量子多体系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K05198
研究機関群馬大学

研究代表者

引原 俊哉  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00373358)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワードフラストレート量子スピン系 / ランダム量子スピン系 / スピン・ネマティック状態 / 実空間繰り込み群法 / テンソルネットワーク
研究実績の概要

二次元強磁性ダイマー量子スピン系の研究を行った。平均場近似および多変数変分モンテカルロ法を用いた数値計算による基底状態相図の決定と、SU(4)対称点近傍における厳密解析により、この系の基底状態において出現する、スピン・ネマティック相やベクトル・カイラリティ相などの新奇量子状態の特性を解明した。この結果は、スピン・ネマティック相の出現機構の解明や、実際の物質における実現可能性について、新たな知見を与えるものとして大きな意義をもつものである。2019年度には、これらの研究成果の取りまとめを行い、日本物理学会において研究成果を発表した。また、著名な国際学術雑誌であるPhysical Review B誌において論文を出版した。
さらに、拡張実空間繰り込み群(RSRG)法の改良を行った。拡張RSRG法中で、計算に用いるツリーテンソル・ネットワークの構造を決定するアルゴリズムに関して複数の指標を導入し、それらを一次元スピン鎖、二次元正方格子、二次元三角格子上のランダム相互作用ハイゼンベルグ量子スピン模型に適用することで、各指標を用いた計算の精度を比較評価した。それにより、格子形状およびランダムネスの強さを指定するモデルパラメータと、各アルゴリズムの計算精度との関係を明らかにし、それぞれの系に最適な計算アルゴリズムを作成するための指針を明確化した。これらの結果は、ランダム量子スピン系の高精度数値計算を可能とする手法開発の進展という意義をもち、今後のランダム量子スピン系の研究の発展に貢献するものと言える。2019年度には、本成果を日本物理学会において発表している。
また、XYZ異方的フラストレート量子スピン鎖における非Landau-Ginzburg的新奇量子臨界相転移に関する研究についても、その成果を日本物理学会で発表し、Physical Review B誌において論文を出版した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institute(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institute
  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Berkeley
  • [雑誌論文] Quantum phase transitions beyond Landau-Ginzburg theory in one-dimensional space revisited2019

    • 著者名/発表者名
      Mudry Christopher、Furusaki Akira、Morimoto Takahiro、Hikihara Toshiya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 ページ: 205153

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.99.205153

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spin nematics in frustrated spin-dimer systems with bilayer structure2019

    • 著者名/発表者名
      Hikihara Toshiya、Misawa Takahiro、Momoi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 ページ: 214414

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.214414

    • 査読あり
  • [学会発表] 様々なエネルギースケール変換による一次元量子系の特性変化2019

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉
    • 学会等名
      研究会「サイン2乗変形(SSD)とその周辺2019」
  • [学会発表] spin-1/2 J1-J2 XYZ鎖における非GL的量子臨界相転移2019

    • 著者名/発表者名
      引原俊哉, Christopher Mudry, 古崎昭, 森本高裕
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [学会発表] 実空間繰り込み群法の改良と二次元ランダム量子スピン系への適用2019

    • 著者名/発表者名
      関孝一, 引原俊哉, 奥西巧一
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [学会発表] フラストレート・スピンダイマー系におけるスピンネマティック秩序状態の多変数変分モンテカルロ法による解析2019

    • 著者名/発表者名
      三澤貴宏, 引原俊哉, 桃井勉
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [備考] 個人Webページ

    • URL

      https://www.sci.st.gunma-u.ac.jp/%7Ehikihara/

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公開日: 2021-01-27  

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