冷却フェルミ原子系における非平衡量子現象の理論的研究

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K05501
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 川上 則雄 京都大学, 理学研究科, 教授 (10169683)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 冷却原子系 / 非平衡量子現象 / 強相関系 / 相転移

研究成果の概要

本課題では、近年急速に実験研究が進展している量子凝縮相の非平衡ダイナミクスに関する理論的研究を行った。冷却原子系の非平衡多体現象を中心として、光誘起による多体効果、非平衡量子相転移、実時間ダイナミクスなどの凝縮系物理の基本問題に理論的に取り組んだ。特に強相関のフェルミ系と対象として、周期駆動系に関するフロケ理論に加え、密度行列繰り込み群・厳密解などの強力な手法を駆使して、近藤不純物の非平衡ダイナミクスやレーザー誘起トポロジカル超伝導などに代表される、周期時間駆動により誘起される多体効果・量子相転移に関して豊富な物理的内容を含む結果が得られた。

自由記述の分野

強相関系の理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子凝縮相の非平衡ダイナミクスの研究は、凝縮系物理と非平衡物理が融合した境界領域に位置しており、両分野の研究フロンティアにおいて新たなプラットフォームを形成している。中でも格好の研究舞台となっている冷却原子系では、人工的に格子の形、相互作用の強さ、磁場・電場をコントロールすることができ、今までにない新奇な物理現象の実現・観測が可能である。本研究で得られた、強相関冷却フェルミ原子系における光誘起による多体効果、非平衡量子相転移、実時間ダイナミクスに関する成果は、非平衡状態になることにより初めて生じる新奇な現象を含んでおり、凝縮系物理の基本問題に関わる重要なものであると考えている。