| 研究課題/領域番号 |
16H04026
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 学習院大学 |
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研究代表者 |
宇田川 将文 学習院大学, 理学部, 教授 (80431790)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 量子スピン液体 / 分数化 / 厳密解 / 動的相関関数 / 幾何学的フラストレーション |
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| 研究成果の概要 |
Kitaevスピン液体において、素励起の寄与を直接反映する有限温度動的磁気相関関数の厳密解を導出することに成功した。厳密解を元に、中性子回折実験の基礎となる動的磁気構造因子の導出や、局所的な非可換エニオンの検出に役立つホール相関関数の解析を行なった。また、Kitaevスピン液体と相補的に量子スピン液体を代表するシステムである量子スピンアイスの磁気モノポール励起のダイナミクスを正確に記述する方法論を開発し、磁気モノポールの状態密度が示す有効次元変換という現象を見出した。また、量子スピン液体の前駆的な系である古典スピン液体の新しいクラスが同種のcharge間に働く引力機構から生じることを見出した。
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| 自由記述の分野 |
量子スピン液体
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Kitaevスピン液体において、ダイナミクスを正確に記述する動的相関関数の厳密解の導出に成功した成果は、この系がトポロジカル量子計算のプラットフォームとして有望視されていることから非常に意義深い。特に、厳密解に基づくホール相関関数の振る舞いは量子計算の素子である非可換エニオンの局所検出に用いることができ、実際本研究ではSTMを利用した素励起の検出法の提案も行なっている。また、量子スピンアイスの磁気モノポール励起のダイナミクスの記述に成功したことは、量子スピン液体一般に現れる分数励起という新しいクラスの素励起の性質を理解する新しい道筋を開拓したという意味で基礎科学の面から大きな意義を持つ。
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