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2017 年度 実績報告書

多自由度効果-多体効果を取り入れた有限温度BECの理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K17774
研究機関東京理科大学

研究代表者

渡部 昌平  東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 助教 (90726895)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードBose-Einstein凝縮 / 多体効果 / 多自由度効果
研究実績の概要

研究期間のうち初年度は,多体効果を取り入れた有限温度BECの研究について,一粒子Green関数と密度応答関数に対する多体効果の影響を解析した.超流動液体ヘリウムではrotonやmaxonの状態密度が発散するため,これらの素励起の多重散乱により,密度応答関数に多粒子励起構造があらわに効いてくることが知られている.一方,冷却原子気体では,そのような素励起の構造がないため,多粒子励起は顕著に効いてこないと予想される.本研究では,ボース・アインシュタイン凝縮(BEC)と密度揺らぎの効果によって,この多粒子励起の影響がまず一粒子励起に繰り込まれ,それがさらにBECの効果によって集団励起へと効いてくること,そのような効果が両スペクトル関数のサテライトピークとして現れることを示した.
次年度(最終年度)は,多自由度効果を取り入れたBECにおける厳密な関係式を導出した.一成分BECでは,U(1)対称性が自発的に破れるという概念の元,gaplessな南部・ゴールドストーンモードが現れる.このgapless性を満たすための条件式は,Hugenholtz-Pinesの定理として知られている.Spinor BEC系では外部磁場により対称性が明示的に破れ,そのようなgaplessモードの中にはenergy gapを獲得するものもある.このような系に対しても適用可能な,多自由度BECで成立するWard-高橋恒等式を導出することに成功した.それをspinor BECに適用し,spinor BECにおけるHugenholtz-Pinesの定理を導出した.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Density and spin modes in imbalanced normal Fermi gases from collisionless to hydrodynamic regime2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Narushima, Shohei Watabe, and Tetsuro Nikuni
    • 雑誌名

      J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.

      巻: 51 ページ: 055202

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hidden multiparticle excitation in weakly interacting Bose{Einstein Condensate2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Watabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 97 ページ: 033606

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.97.033606

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Mixing of Collective Modes in Harmonically Trapped Bose-Einstein Condensates2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Mizoguchi, Shohei Watabe, and Tetsuro Nikuni
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 95 ページ: 033623

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.95.033623

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decay of phase-imprinted dark soliton in Bose-Einstein condensate at non-zero temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ohya, Shohei Watabe, and Tetsuro Nikuni
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: - ページ: 1706.09135

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hugenholtz-Pines theorem with broken U(1) x SO(N) or U(1) x SU(N) symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Watabe
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: - ページ: 1709.06319

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Bose-Fermi 混合気体の集団励起2018

    • 著者名/発表者名
      麻野曜司, 飯島祐樹, 成嶌優人, 渡部昌平, 二国徹郎
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
  • [学会発表] 内部自由度を持つBEC のHugenholtz-Pines の定理2018

    • 著者名/発表者名
      渡部昌平
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
  • [学会発表] Hugenholtz-Pines theorem for Bose-Einstein condensates with internal degrees of freedom2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Watabe
    • 学会等名
      APS March Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Fermi 超流動気体のBCS-BEC クロスオーバーにおける動的密度・スピン応答関数の性質2017

    • 著者名/発表者名
      麻野曜司, 武田陸歩, 渡部昌平, 二国徹郎
    • 学会等名
      日本物理学会第72 回年次大会
  • [学会発表] BCS-BEC クロスオーバーにおける質量及び粒子数Imbalance の解析2017

    • 著者名/発表者名
      秋山雅治, 渡部昌平, 二国徹郎
    • 学会等名
      日本物理学会第72 回年次大会
  • [学会発表] Density response function in a non-zero temperature Bose-Einstein Condensates2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Watabe
    • 学会等名
      APS March Meeting 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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