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2009 年度 研究成果報告書

内部自由度をもつ原子気体の超流動性に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 17071005
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学 (2007-2009)
東京工業大学 (2005-2006)

研究代表者

上田 正仁  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70271070)

研究分担者 平野 琢也  学習院大学, 理学部, 教授 (00251330)
斎藤 弘樹  電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (60334497)
桑本 剛  学習院大学, 理学部, 助手 (10337909)
東條 賢  学習院大学, 理学部, 助教 (30433709)
川口 由紀  東京大学, 大学院・学系研究科, 助教 (00456261)
連携研究者 東條 賢  学習院大学, 理学部, 助教 (30433709)
川口 由紀  東京大学, 大学院・学系研究科, 助教 (00456261)
研究期間 (年度) 2005 – 2009
キーワード原子 / 低温物性 / 物性理論 / 物性実験
研究概要

本研究では、内部自由度(スピン)を持った冷却原子気体のボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の超流動性の研究を行った。スピン自由度を持ったBECは外部磁場によって異なった量子凝縮相をとりうる。このような系において外部磁場を短時間で変化させることにより、スピンの渦が自発的に生じるKibble-Zurek機構を数値シュミレーションで実証した。また、結び目励起や非アーベル渦が内部自由度をもったBECで生じることを見出した。

  • 研究成果

    (64件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (38件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamics of Quadruply Quantized Vortices in 87Rb Bose-Einstein Condensates Confined in Magnetic and Optical Traps2010

    • 著者名/発表者名
      T. Kuwamoto, H. Usuda, S. Tojo,, T. Hirano
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 79

      ページ: 034004(1)-034004(5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generalized Jarzynski Equality under Nonequilibrium Feedback Control2010

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 104

      ページ: 090602(1)-090602(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas2010

    • 著者名/発表者名
      M. Horikoshi, S. Nakajima, M. Ueda, T. Mukaiyama
    • 雑誌名

      Science 327

      ページ: 442-445

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Measurement on Noisy Quantum Systems2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, T. Sagawa,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 104

      ページ: 020401(1)-020401(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collision Dynamics and Rung Formation of non-Abelian Vortices2009

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, Y. Kawaguchi, M. Nitta,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 103

      ページ: 115301(1)-115301(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fragmented metastable states exist in an attractive Bose-Einstein condensate for atom numbers well above the critical number of the Gross-Pitaevskii theory2009

    • 著者名/発表者名
      H. Saito
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 103

      ページ: 018901(1)-018901(1)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimal Energy Cost for Thermodynamic Information Processing: Measurement and Information Erasure2009

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

      ページ: 250602(1)-250602(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferrofluidity in a two-component dipolar Bose-Einstein Condensate2009

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, Y. Kawaguchi,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

      ページ: 230403(1)-230403(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical Temperature and Condensate Fraction of a Fermion Pair Condensate2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Inada, M. Horikoshi, S. Nakajima, M. Kuwata-Gonokami, M. Ueda,, T. Mukaiyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 180406(1)-180406(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collision dynamics between stretched states of spin-2 87Rb Bose-Einstein condensate2008

    • 著者名/発表者名
      S. Tojo, A. Tomiyama, M. Iwata, T. Kuwamoto,, T. Hirano
    • 雑誌名

      Applied Physics B 92

      ページ: 403-407

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Collisional Properties of p-Wave Feshbach Molecules2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Inada, M. Horikoshi, S. Nakajima, M. Kuwata-Gonokami, M. Ueda,, T. Mukaiyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 100401(1)-100401(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] d-wave collapse and explosion of a dipolar Bose-Einstein condensate2008

    • 著者名/発表者名
      T. Lahaye, J. Metz, B. Frohlich, T. Koch, M. Meister, A. Griesmaier, T. Pfau, H. Saito, Y. Kawaguchi,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 101

      ページ: 080401(1)-080401(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Knots in a Spinor Bose-Einstein Condensate2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, M. Nitta,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys Rev. Lett. 100

      ページ: 180403(1)-180403(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density-Matrix Renormalization Group Study of Trapped Imbalanced Fermi Condensates2008

    • 著者名/発表者名
      M. Tezuka, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 110403(1)-110403(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Second Law of Thermodynamics with Discrete Quantum Feedback Control2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sagawa, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 080403(1)-080403(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological Winding and Unwinding in Metastable Bose-Einstein Condensates2008

    • 著者名/発表者名
      R. Kanamoto, L.D. Carr, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100

      ページ: 060401(1)-060401(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can Spinor Dipolar Effects Be Observed in Bose-Einstein Condensates?2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, H. Saito,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 98

      ページ: 110406(1)-(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Circulation in Ground-State Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensates2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, H. Saito,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 97

      ページ: 130404(1)-130404(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Einstein-de Haas Effect in Dipolar Bose-Einstein Condensates2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, H. Saito,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 96

      ページ: 080405(1)-080405(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Breaking of Chiral Symmetry and Spontaneous Rotation in a Spinor Bose-Einstein Condensate2006

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, Y. Kawaguchi,, M. Ueda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 96

      ページ: 065302(1)-065302(4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Security of continuous-variable quantum cryptography using coherent states: Decline of postselection advantage2005

    • 著者名/発表者名
      R. Namiki, T. Hirano
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 72

      ページ: 024301(1)-024301(4)

    • 査読あり
  • [学会発表] 冷却原子気体におけるトポロジカル励起(シンポジウム講演)2010

    • 著者名/発表者名
      上田正仁
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学、岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] Topological Excitations in Spinor BECs2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi
    • 学会等名
      New Frontiers in QCD 2010-QCD Phase diagram
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto
    • 年月日
      2010-03-10
  • [学会発表] Ferrofluidity in dipolar Bose-Einstein condensates2010

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, Y. Kawaguchi, M. Ueda
    • 学会等名
      International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials Kanagawa
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] Topological excitations in spinor-dipolar Bose-Einstein condensates2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      5th CAS Cross-Strait and International conference on quantum manipulation
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-12-19
  • [学会発表] Topological excitations in Bose-Einstein condensation2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      International workshop 2009
    • 発表場所
      Reisensburg, Germany
    • 年月日
      2009-11-16
  • [学会発表] 原子気体becにおける磁性流体力学2009

    • 著者名/発表者名
      斎藤弘樹
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      熊本大学、熊本
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] フェッシュバッハ共鳴による2成分87Rb BECの相分離制御2009

    • 著者名/発表者名
      東條賢、田邉達良、田口義久、平野琢 也
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学, 熊本
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] Search for "trimmer" Bose-Einstein condensate2009

    • 著者名/発表者名
      東條賢、田邉達良、田口義久、平野琢 也
    • 学会等名
      Novel Spin Pairing 2009 (NSP2009)
    • 発表場所
      京都大学, 京都
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] 双極子相互作用するボーズ・アインシュタイン凝縮体2009

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      科研費「動的相関光科学」第2回シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2009-08-20
  • [学会発表] Lee-Yang cluster-expansion approach to BEC-BCS crossover2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      The 18th International Laser Physics Workshop
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2009-07-16
  • [学会発表] Controlling phase-separation of binary Bose-Einstein condensates by mixed-spin-channel Feshbach resonance2009

    • 著者名/発表者名
      東條賢、林太郎、井上恵美子、田邉達 良、田口義久、平野琢也
    • 学会等名
      18th Laser Physics Workshop (LPHYS09)
    • 発表場所
      World Trade Center, Barcelona, Spain
    • 年月日
      2009-07-07
  • [学会発表] Issues on Spinor-Dipolar Bose-Einstein Condensates2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      Nonlinear Waves-Theory and Applications
    • 発表場所
      Beijine, China
    • 年月日
      2009-06-10
  • [学会発表] New Physics in Dipolar Bose-Einstein condensates2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi
    • 学会等名
      19th International Conference on Laser Spectroscopy( ICOLS)
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2009-06-08
  • [学会発表] Topological Excitations in Bose-Einstein Condensates2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      The 2009 Summer Program of the Aspen Center for Physics: Quantum Simulation, Computation with Cold Atoms and Molecules
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 年月日
      2009-05-28
  • [学会発表] Symmetry Breaking in Bose-Einstein Condensation2009

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      OIST Workshop -Fundamentals of Quantum Mechanics and Its Applications-
    • 発表場所
      OIST, Okinawa
    • 年月日
      2009-05-13
  • [学会発表] 二次元スピノルボース気体におけるKosterlitz-Thouless転移2009

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      特定領域研究A03-A04合同研究会
    • 発表場所
      箱根、神奈川
    • 年月日
      2009-04-19
  • [学会発表] Knots in Spinor Bose-Einstein Condensates2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, M. Nitta,, M. Ueda
    • 学会等名
      3rd Annual Dodd-Walls Symposium
    • 発表場所
      Queenstown, New Zealand
    • 年月日
      2008-12-12
  • [学会発表] Topological defect formation in spinor and dipolar Bose-Einstein condensates2008

    • 著者名/発表者名
      H. Saito
    • 学会等名
      8th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
    • 発表場所
      Perth, Ausutralia
    • 年月日
      2008-11-28
  • [学会発表] スピノールBECにおけるトポロジカル励起2008

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋期大会
    • 発表場所
      岩手大学、岩手
    • 年月日
      2008-09-21
  • [学会発表] スピノルBECにおけるトポロジカル励起2008

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学、岩手
    • 年月日
      2008-09-21
  • [学会発表] Symmetry Breaking in Bose-Einstein Condensates2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology (ISQM-TOKYO'08)
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2008-08-27
  • [学会発表] Chiral symmetry breaking in spinor Bose-Einstein condensates2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      International Workshop: Spin Helicity and Chirality in Superconductor and Semiconductor Nanostructures: Novel Phenomena and Emergent Functionality
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2008-07-14
  • [学会発表] What we know and have yet to learn about Spinor Bose-Einstein condensates2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      39th Annual Meeting of the Division of Atomic, Molecular, and Optical Physics (DAMOP)
    • 発表場所
      Pennsylvania, USA
    • 年月日
      2008-05-29
  • [学会発表] Symmetry breaking in Bose-Einstein condensates with internal degrees of freedom2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      Quantum Coherence and Controllability at the Mesoscale
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2008-05-20
  • [学会発表] Nonlinear dynamics of Bose-Einstein condensates with internal degrees of freedom2008

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      Nonlinear phenomena in degenerate quantum gases(UCLM)
    • 発表場所
      Toledo, Spain
    • 年月日
      2008-04-03
  • [学会発表] 87Rb spin-2 BECの衝突ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      東條賢、林太郎、田邉達良、平野琢 也
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学、大阪
    • 年月日
      2008-03-25
  • [学会発表] スピノール・ダイポールBECの理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学、大阪
    • 年月日
      2008-03-23
  • [学会発表] New Directions in Spinor-Dipolar BEC, Bose-Einstein Condensation2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      2007 Frontiers in Quantum Gases
    • 発表場所
      Barcellona, Spain
    • 年月日
      20071115-20071120
  • [学会発表] Dipolar BEC with spin degrees of freedom2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, H. Saito,, M. Ueda
    • 学会等名
      Summer School on Novel Quantum Phases and Non-equilibrium Phenomena in Cold Atomic Gases
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 年月日
      20071100
  • [学会発表] 原子気体BECにおける位相とコヒーレンス「短波長コヒーレ波長コヒーレント光と物質中のコヒーレンスの生成・消滅」2007

    • 著者名/発表者名
      川口由紀
    • 学会等名
      物性研短期研究会
    • 発表場所
      東京大学物性研究所
    • 年月日
      2007-11-27
  • [学会発表] Symmetry Breaking in Spinor-Dipolar Bose-Einstein Condensates""Interaction and Nanostructural effects in Low-Demensional Sysytems2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      Yukawa International Seminar 2007(YKIS2007)
    • 年月日
      2007-11-22
  • [学会発表] キュービット計に対する一般化された同時測定の精度行列2007

    • 著者名/発表者名
      沙川貴大、上田正仁
    • 学会等名
      第17回量子情報研究会
    • 発表場所
      岡山光量子科学研究所、岡山
    • 年月日
      2007-11-22
  • [学会発表] Symmetry Breaking in Spinor-Dipolar Bose-Einstein Condensates2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      Bose-Einstein Condensation and Quantized Vortices in Superfluidity and Superconductivity
    • 発表場所
      NUS, Singapore
    • 年月日
      2007-11-15
  • [学会発表] Symmetry Breaking in Spinor-Dipolar Bose-Einstein Condensates2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2007)
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      2007-10-30
  • [学会発表] Novel Phenomena in Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensates2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawaguchi, H. Saito,, M. Ueda
    • 学会等名
      International Symposium on Physics of New Quantum Phases in Superclean Materials (PSM2007)
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      2007-10-29
  • [学会発表] Symmetry breaking in scalar, spinor, and rotating Bose-Einstein condensates2006

    • 著者名/発表者名
      H. Saito
    • 学会等名
      18th International IUPAP Conference on Few-Body Problems in Physics
    • 発表場所
      Sao Paulo, Brasil
    • 年月日
      20060800
  • [学会発表] Symmetry Breaking in Bose-Einstein Condensates2006

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda, Y. Kawaguchi, H. Saito, R. Kanamoto, T. Nakajima
    • 学会等名
      ICAP2006-20th International Conference on Atomic Physics
    • 発表場所
      Innsbruck, Austria
    • 年月日
      2006-07-18
  • [学会発表] ボーズアインシュタイン凝縮

    • 著者名/発表者名
      上田正仁
    • 学会等名
      レーザー誕生50周年記念シンポジウム
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター、大阪
  • [図書] フェルミオンがボソンに変わるとき(パリティ)2009

    • 著者名/発表者名
      C.A.R. サ・デ・メロ(川口由紀訳)
    • 総ページ数
      4-13
    • 出版者
      丸善株式会社
  • [図書] Topological defect formation in spinor and dipolar Bose-Einstein, Electromagnetic, Magnetostatic, and Exchange-Interaction Vortices in Confined Magnetic Structures(Edited by E.O. Kamenetskii)2009

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, Y. Kawaguchi, M. Ueda
    • 総ページ数
      107-131
    • 出版者
      Research Signpost Publisher
  • [図書] 光科学研究の最前線2005

    • 著者名/発表者名
      平野琢也
    • 総ページ数
      12-13
    • 出版者
      国際文献印刷社
  • [図書] 物理学大辞典2005

    • 著者名/発表者名
      平野琢也
    • 総ページ数
      547-561
    • 出版者
      朝倉書店
  • [備考] ・研究内容・研究成果に関連するアニメーション東京大学上田研究室

    • URL

      http://cat.phys.s.u-tokyo.ac.jp/research.html

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公開日: 2011-06-18   更新日: 2016-04-21  

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