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2021 年度 実績報告書

相関の強い非一様絶縁体のトポロジカル分類と端状態:冷却気体系から固体系への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K17822
研究機関京都大学

研究代表者

手塚 真樹  京都大学, 理学研究科, 助教 (40591417)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード多体局在 / Sachdev-Ye-Kitaev模型 / 量子カオス / 準位統計 / トポロジカル量子ポンピング / エンタングルメント・エントロピー / 厳密対角化
研究実績の概要

スピン1/2のフェルミオン間に斥力をもつ強束縛模型に、直流電場に相当する、時刻によらないポテンシャル勾配を加えた系を考えた。隣接サイト間のエネルギー差が斥力を大きく上回るとワニエ・シュタルク型の局在が起きる。ポテンシャル勾配がないときの隣接サイト間のスピン有効相互作用は反強磁性的だが、勾配を加えると強磁性的となることを、摂動論および、ホッピングの位相が時刻に比例するゲージを選択した場合のフロケ有効模型の解析により提案した。そして、時間を反転したスピンダイナミクスが見られることを数値的に確認した(国際共同研究の成果、論文投稿中)。これは量子系のスクランブリングを特徴づける非時間順序相関の測定に必要なハミルトニアンの符号反転につながる成果である。
研究期間全体を通じて実施した研究の主な成果としては、このほかに、系を構成する全てのフェルミオンの間にランダムな4点相互作用をもつ空間0次元の模型であるSachdev-Ye-Kitaev (SYK)模型における多体局在の定量的研究(最終年度には、固有状態の波動関数が多体のフォック空間で局在する近傍での、系を二分したときのエンタングルメント・エントロピーを解析的に求め、数値的に確認した国際共同研究による論文が Physical Review Letters 誌に掲載された)、SYK模型を含むカオス系における有限時間量子リアプノフスペクトルや2点関数の行列の特異値スペクトルとカオス性の有無との対応の発見、トポロジカル量子ポンピングの2次元への非自明な拡張が挙げられる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] UCバークレー/プリンストン大学/カリフォルニア工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UCバークレー/プリンストン大学/カリフォルニア工科大学
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] ドノスティア国際物理学センター(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      ドノスティア国際物理学センター
  • [国際共同研究] ブラジル物理学研究センター(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      ブラジル物理学研究センター
  • [国際共同研究] ケルン大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ケルン大学
  • [雑誌論文] Topological Lifshitz Transitions, Orbital Currents, and Interactions in Low-dimensional Fermi Gases in Synthetic Gauge Fields2022

    • 著者名/発表者名
      Chen-How Huang, Masaki Tezuka, and Miguel A. Cazalilla
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 24 ページ: 033043-1-24

    • DOI

      10.1088/1367-2630/ac5a87

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical evidence for a Haagerup conformal field theory2022

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Chen Huang, Ying-Hsuan Lin, Kantaro Ohmori, Yuji Tachikawa, and Masaki Tezuka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 模型と量子スクランブリング,多体局在2022

    • 著者名/発表者名
      手塚真樹
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 57 ページ: 217-226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum ergodicity in the many-body localization problem2021

    • 著者名/発表者名
      Felipe Monteiro, Masaki Tezuka, Alexander Altland, David A. Huse, and T. Micklitz
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 127 ページ: 030601-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.127.030601

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 冷却原子系におけるサウレスポンプの2次元への拡張とディオファントス方程式2021

    • 著者名/発表者名
      松田冬樹, 手塚真樹, 川上則雄
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 56 ページ: 409-416

    • 査読あり
  • [学会発表] Ferromagnetism in tilted fermionic Mott insulators2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Takasan and Masaki Tezuka
    • 学会等名
      APS March Meeting 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] スパースSYK模型における量子誤り訂正2022

    • 著者名/発表者名
      手塚真樹, Satyam Shekhar Jha, 中田芳史
    • 学会等名
      日本物理学会2022年年次大会
  • [学会発表] Fock space localization in a perturbed Sachdev-Ye-Kitaev model2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      日本-スロベニアセミナー
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative study of Fock-space localization in the Sachdev-Ye-Kitaev model2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      PCS-IBS Seminar (online)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Many-body localization in quasiperiodic systems and effect of nonhermitian terms2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Tezuka
    • 学会等名
      IRN-APERIODIC “Open space between aperiodic order and physics & chemistry of materials”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sachdev-Ye-Kitaev 模型における多体局在の定量的研究2021

    • 著者名/発表者名
      手塚真樹
    • 学会等名
      離散的手法による場と時空のダイナミクス2021
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://cond.scphys.kyoto-u.ac.jp/~tezuka/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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