| 研究課題/領域番号 |
18K03525
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13030:磁性、超伝導および強相関系関連
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| 研究機関 | 日本大学 (2021-2022)
青山学院大学 (2018-2020) |
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研究代表者 |
山本 大輔 日本大学, 文理学部, 准教授 (80603505)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 量子シミュレーション / 量子フラストレート系 / 光格子 / 量子磁性体 / 冷却原子 / スピン模型 / クラスター平均場法 / 密度行列繰り込み群 |
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| 研究成果の概要 |
三角格子反強磁性スピン系を中心として、CsCuCl3といった量子フラストレート磁性体の量子性の制御やその物理の理解から、光格子中の冷却原子フラストレート系の実現法の提案まで、固体物質系と光格子量子シミュレータを繋ぐ理論研究を行った。その結果として「光格子系にフラストレーションを実装するための負温度を用いたプロトコルの提案」や「結合スピン鎖物質に対する圧力による磁気パラメータ制御」などの顕著な成果を得た。特に負温度を用いた幾何学的フラストレーションの導入は、従来のフロケ機構を用いた方法と比較してヒーティングの軽減などの利点があり、今後の量子シミュレーション研究に大きな影響を与えると期待できる。
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| 自由記述の分野 |
量子物性理論
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
結合スピン鎖物質に対する圧力を用いた量子性の制御法の確立は、２次元フラストレートスピン模型へのマッピングを通じて、スピン液体や磁化プラトーなどの物理をスピン量子数Sを実効的にコントロールしながら実験的にシミュレートするという新たな研究方法を提供する。また、人工量子フラストレート系の作成方法の確立は、負温度気体で作成した量子シミュレータを用いて様々な物質の性質を解析したり、新しい物質を設計したりといった新たな物質科学研究の道を開拓する。一般に量子フラストレート系の数値計算解析は非常に困難であり、本研究によって確立された上記２つの量子シミュレーション方法が今後の研究に大きな意義を持つと期待される。
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