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2020 年度 実績報告書

トポロジカル相における電子間相互作用の数値的研究:特異分散による新しい量子液体

研究課題

研究課題/領域番号 19J12317
研究機関筑波大学

研究代表者

工藤 耕司  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
キーワードトポロジカル相 / 電子間相互作用 / バルクエッジ対応 / 分数量子ホール効果 / トポロジカルポンプ / エニオン / 複合粒子描像 / トポロジカル秩序
研究実績の概要

今年度では、昨年度に議論したトーラス上の組紐群の議論を非可換エニオンの問題へと拡張し、いわゆる非可換分数量子ホール状態のトポロジカルな性質について議論した。さらに量子ホール状態の断熱接続の議論をラフリンの思考実験の問題に適応し、分数エニオンポンピングのバルクエッジ対応を議論した。以下、それぞれの内容について述べる。
(1)トーラス上の組紐群の解析
本研究では、非可換エニオンに対応した群の表現を明らかにするとともに非可換分数量子ホール状態のトポロジカル縮退と準粒子励起を特徴づけることを目的とした。トーラス上の解析の基礎として、シリンダー上の群構造を議論した。現在、そこで得られた表現が、非可換分数量子ホール状態が有する性質にどのように反映されてるか議論しているとともに、トーラス上の問題に拡張することを検討している。
(2)分数エニオンポンプのバルクエッジ対応
トポロジカルポンプはトポロジカル現象の典型例である。本研究では、前年度に議論した量子ホール効果の断熱接続性の議論に基づき、ラフリンの思考実験の問題をエニオンの分数量子ホール系に適応させ、いわゆる分数エニオンポンピングのバルクエッジ対応を数値的に示した。ここでのエッジの量は、基底状態多重項が定義する重心の跳びの和として定義している。本研究では、このエッジ状態が与える跳びが磁束貼り付け操作における一種の不変量になることも数値的に明らかにした。ここで得られた研究成果は日本物理学会にて発表済みである。また現在、論文を執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Adiabatic heuristic principle on a torus and generalized Streda formula2020

    • 著者名/発表者名
      Kudo Koji、Hatsugai Yasuhiro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 102 ページ: 125108 (1-6)

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.125108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fate of fractional quantum Hall states in open quantum systems: Characterization of correlated topological states for the full Liouvillian2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Tsuneya、Kudo Koji、Katsura Hosho、Hatsugai Yasuhiro
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 ページ: 033428 (1-16)

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.033428

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Generalized Streda formula in the adiabatic heuristic principle2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Kudo and Yasuhiro Hatsugai
    • 学会等名
      APS March Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Adiabatic heuristic principle on a torus and anyon pumping2021

    • 著者名/発表者名
      工藤耕司
    • 学会等名
      科研費基盤研究S (17H06138)Extended 8-th Informal Meeting with invited speakers
    • 招待講演
  • [学会発表] エニオンポンプのバルクエッジ対応2021

    • 著者名/発表者名
      工藤耕司、久野義人、初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
  • [学会発表] 分数量子ホール系におけるストレーダ公式の一般化2020

    • 著者名/発表者名
      工藤耕司、初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会

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公開日: 2021-12-27  

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