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2017 年度 実績報告書

複素ランジュバン法を用いた非平衡量子系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J02240
研究機関中央大学

研究代表者

早田 智也  中央大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワード格子場の理論 / 複素ランジュバン法 / カイラル磁気効果 / 断熱ポンピング / 電気磁気効果
研究実績の概要

本年度は、近接相互作用する相対論的なボース気体について散逸の効果を取り入れた量子開放系の解析を行った。事前準備として平均場近似を用いた解析的な計算を行った。次に、複素ランジュバン法を用いて非摂動的に輸送係数を計算するための格子シミュレーションを実装した。さらに構築した手法の定性的なテストを行った。今後、輸送係数の計算へ応用していく予定である。
また、研究計画書には記載されていないが研究の目的と合致するいくつかの研究を行った。これらの研究は、研究目的にも記載されている輸送現象の中で、特にカイラル磁気効果と呼ばれる現象に関連した研究である。一つ目の研究は、量子ホール効果やサウレスポンピング、カイラル磁気効果といったものに代表される、系の非自明なベリー曲率に由来する輸送現象の非可換への拡張である。非可換ベリー曲率の下で起き得る異常輸送効果を全て書き下し、その生成汎関数が非可換ゲージ場の位相的場の理論を用いて現せることを示した。二つ目は、多重モノポールを持つワイル半金属におけるカイラル磁気効果の研究である。電荷1の磁気モノポールにおいて行われていた解析を、任意の分散関係と任意のモノポール電荷を持つワイルフェルミオンへ拡張することで、カイラル磁気効果とモノポール電荷の間に成り立つ一般的な関係式を導出した。三つ目は、光のカイラル磁気効果の研究である。電磁波はそのヘリシティを起源とするベリー曲率を持つため、ホール効果のようなトポロジカルな輸送現象を示すことが知られていた。本研究は、電気磁気効果を示す物資中の電磁波の伝搬を解析し、フェルミオン系におけるカイラル磁気効果に対応する異常輸送効果を導いた。これら3つの研究について結果をまとめ、論文として発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度の研究内容について論文を発表するとともに、今年度行ったいくつかの研究内容についても論文にすることができた。

今後の研究の推進方策

研究計画の通りに研究を進める。また、研究計画書には記載されていないが密接に関連する研究についても進めていく予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Chiral magnetic effect of light2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 97 ページ: 205102:1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.97.205102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice simulation with the Majorana positivity2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Arata Yamamoto
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 175 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1051/epjconf/201817511003

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification of sign-problem-free relativistic fermions on the basis of the Majorana positivity2017

    • 著者名/発表者名
      Hayata Tomoya、Yamamoto Arata
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/ptep/ptx040

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinetic Theory and Anomalous Transports in the Presence of Nonabelian Phase-Space Berry Curvatures2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Yoshimasa Hidaka
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/ptep/ptx097

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Momentum-space electromagnetic induction in Weyl Semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Ishizuka, Tomoya Hayata, Masahito Ueda, Naoto Nagaosa
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 ページ: 245211:1-10

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.245211

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological Properties of the Chiral Magnetic Effect in Multi- Weyl Semimetals2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Yuta Kikuchi, Yuya Tanizaki
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 085112:1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.085112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Monte Carlo simulation of a two-dimensional Majorana lattice model2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Hayata, Arata Yamamoto
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 96 ページ: 035129:1-5

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.035129

    • 査読あり
  • [学会発表] ベリー曲率と異常輸送現象2017

    • 著者名/発表者名
      早田智也
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用

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公開日: 2018-12-17  

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