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2018 年度 実績報告書

超流動フェルミ原子気体におけるトラップポテンシャルの非局所的な影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17773
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

猪谷 太輔  慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 講師 (00726507)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード冷却原子気体 / フェルミ原子超流動 / トラッポテンシャル / 強結合効果
研究実績の概要

今年度はトラップポテンシャル中のs波引力相互作用するフェルミ原子気体における、熱力学量に対する対形成揺らぎの影響を明らかにするための準備として、一様系超流動フェルミ原子気体における比熱の振る舞いを、NSR理論を用いることで解析した。その結果、超流動転移温度直下においては、弱結合領域では超流動秩序パラメータに起因する指数関数的な振る舞いが得られるが、相互作用を強くするに従い熱的なボーズ気体に特徴的な温度の3/2乗に比例する振る舞いへと連続的に移り変わることを明らかにした。さらに、低温度領域では超流動秩序パラメータの位相揺らぎに対応する集団励起が比熱に対して支配的に寄与し、その結果、全相互作用領域において温度の3乗に比例する振る舞いが得られることを明らかにした。このような比熱の温度依存性の移り変わりから、相図上で位相揺らぎが顕著になる領域を特定することに成功した。調和トラップポテンシャルにより生じる非局所性は集団励起の性質に大きく影響を与えることが知られており、それに伴い熱力学量の温度依存性にも変化が現れると期待される。現在、理論をトラップ系に拡張することにより、トラップ系における熱力学量の温度依存性の解析を行っている。
また、これに加え今年度は、各々1種類のボーズ原子とフェルミ原子からなる系(ボーズ-フェルミ混合気体)における1粒子励起スペクトルに対する強結合効果の解析を行った。この系では、統計性の違いからトラップポテンシャルに捕らえられた際の密度分布がボーズ原子とフェルミ原子とで異なることが知られている。そこで、この系におけるトラップポテンシャルの影響を明らかにする第一段階として、密度差があるボーズフェルミ混合気体に対して適用可能な強結合理論を構築し、1粒子励起スペクトルの解析を行った。その結果、統計性の影響が1粒子励起スペクトルのピーク構造に顕著に現れることを明らかにした。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Single-Particle Structures in the Normal State of a Strongly Interacting Bose窶擢ermi Mixture with Mass Imbalance2019

    • 著者名/発表者名
      Koki Manabe, Daichi Kagamihara, Daisuke Inotani, Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Jounal of Low Temperature Physics

      巻: 196 ページ: 126-132

    • DOI

      10.1007/s10909-018-02114-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isothermal Compressibility of an Ultracold Fermi Gas in the BCS-BEC Crossover2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Sato, Daichi Kagamihara, Koki Manabe, Daisuke Inotani, Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Jounal of Low Temperature Physics

      巻: 196 ページ: 119-125

    • DOI

      10.1007/s10909-018-2103-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong coupling effects on specific heat in the BCS-BEC crossover2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inotani, Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Jounal of Low Temperature Physics

      巻: 196 ページ: 111-118

    • DOI

      10.1007/s10909-019-02194-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-particle Excitations and Strong Coupling Effects in the BCS-BEC Crossover Regime of a Rare-Earth Fermi Gas with an Orbital Feshbach Resonance2018

    • 著者名/発表者名
      Soumita Mondal, Daisuke Inotani, Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 084302

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.084302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong-Coupling and Finite Temperature Effects on p-wave Contacts2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inotani, Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 ページ: 023603

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.98.023603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoemission Spectrum in the BCS-BEC Crossover Regime of a Rare-Earth Fermi Gas with an Orbital Feshbach Resonance2018

    • 著者名/発表者名
      Soumita Mondal, Daisuke Inotani, Yoji Ohashi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 094301

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.094301

    • 査読あり
  • [学会発表] 軌道フェッシュバッハ共鳴を有する冷却フェルミ原子気体の熱力学的性質2019

    • 著者名/発表者名
      猪谷太輔, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 引力相互作用するフェルミ原子気体における圧縮率に対する強結合効果II2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤龍平, 鏡原大地, 真辺幸喜, 猪谷太輔, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 極低温Bose-Fermi混合気体の常流動相における1粒子励起スペクトルの解析III2019

    • 著者名/発表者名
      真辺幸喜, 猪谷太輔, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Photoemission Spectrum in an Ultracold Bose-Fermi Mixture with a Hetero-Pairing Interaction2018

    • 著者名/発表者名
      K. Manabe, D. Kagamihara, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Atomic Physics, ICAP 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear viscosity of a strongly-interacting Fermi gas2018

    • 著者名/発表者名
      D. Kagamihara, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Atomic Physics, ICAP 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Strong-coupling effects on p-wave contacts in an ultracold Fermi gas with a p-wave interaction2018

    • 著者名/発表者名
      D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Atomic Physics, ICAP 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Isothermal Compressibility and Strong Coupling Effects in an Ultracold Fermi Gas2018

    • 著者名/発表者名
      R. Sato, D. Kagamihara, K. Manabe, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Atomic Physics, ICAP 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Isothermal Compressibility of an Ultracold Fermi Gas in the BCS-BEC Crossover2018

    • 著者名/発表者名
      R. Sato, D. Kagamihara, K. Manabe, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoemission Spectra in the BCS-BEC Crossover Regime of a Rare-Earth 173Yb Fermi Gas in a Harmonic Trap2018

    • 著者名/発表者名
      S. Mondal, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Minimum of the ratio of shear viscosity to entropy density in an ultracold Fermi gas2018

    • 著者名/発表者名
      D. Kagamihara, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoemission Spectrum in the Normal State of a Strongly Interacting Bose-Fermi Mixture2018

    • 著者名/発表者名
      K. Manabe, D. Kagamihara, D. Inotani, Y. Ohashi
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Strong coupling effects on specific heat in the BCS-BEC crossover2018

    • 著者名/発表者名
      D. Inotani, P. van Wyk, Y. Ohashi
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Fluids and Solids, QFS2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 極低温Bose-Fermi混合気体の常流動相における1粒子励起スペクトルの解析II2018

    • 著者名/発表者名
      真辺幸喜, 猪谷太輔, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] 超流動フェルミ原子気体における比熱に対する強結合効果2018

    • 著者名/発表者名
      猪谷太輔, Pieter van Wyk, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] 引力相互作用するフェルミ原子気体における圧縮率に対する強結合効果2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤龍平, 鏡原大地, 猪谷大輔, 大橋洋士
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会

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公開日: 2019-12-27  

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