| 研究課題/領域番号 |
19K14619
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
高橋 淳一 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (60732211)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 場の量子論 / ゼロモード / 物性基礎論 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 冷却原子系 / ポーラロン / アルファ凝縮 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は非一様Bose-Einstein凝縮系におけるゼロモードの量子揺らぎに由来する物理的効果を解明することを目標としている。この目標を実現するため、2019年度は以下の課題に取り組んだ。
（１）アルファ凝縮模型を用いた12C原子核の”超固体”性に関する研究。ゼロモード量子揺らぎが顕著になる典型的な系として、以前より原子核アルファ凝縮系に着目し研究を進めてきた。本研究では、アルファ粒子が“分子化”した状態であるアルファクラスター状態と、アルファ粒子集団が凝縮したアルファ凝縮状態が共存可能であることを示した。
（２）２成分BEC系におけるゼロモード量子揺らぎ間の相互作用に関する研究。ゼロモード量子揺らぎを計算するための処方は１成分BEC系においてのみ定式化されていた。本研究では、これを複数のゼロモード系に拡張し、具体的に２種類のゼロモードが現れる２成分BEC系を対象としてゼロモード量子揺らぎの解析を行った。本処方はゼロモード量子揺らぎを記述する正準演算子の様々な積を含むため、複数ゼロモードがある系ではゼロモード間に実効的な相互作用が生まれる。本研究では、このゼロモード間相互作用の凝縮粒子数や粒子間相互作用依存性を評価した。
（３）凝縮体の密度変化を取り入れたボーズ・ポーラロン系における量子デプリーションの解析。ボーズ・ポーラロン系は凝縮体に不純物が埋め込まれた系である。この系は不純物の影響により凝縮体が変形するため非一様系となる。本研究では、不純物が与える凝縮体の局所的空間分布変化が、系の量子揺らぎに対してどのように影響を与えるか評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2019年度は研究対象として２成分BEC系とフェルミ対凝縮系を扱う予定であった。前者については本年度内に概ね達成し、後者は当初計画になかった実績（１）と2020年度以降に予定していた実績（３）を優先して行ったため次年度に行うこととした。当初の計画通りに遂行していない課題はあるが、2020年度以降に行う課題を先んじて消化していることから3ヵ年の計画として概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度は、本年度より開始した（A）ポーラロン系と、計画を後ろ倒しにした（B）フェルミ対凝縮系におけるゼロモード量子揺らぎの解析を主要課題とする。前者については既に研究を進めているボーズ・ポーラロン系における量子揺らぎの解析を引き続き行っていく。特に、ゼロモード量子揺らぎを不純物によりプローブする方法について検討を行う。また、フェルミ・ポーラロン系においても研究を行う予定である。
また、当初計画にはなかったがアルファ凝縮模型に関する研究を行う中で、原子核の変形を考慮した計算が必要になることがわかってきた。そのため、上記の課題と並行して、（C）核の変形を考慮したアルファ凝縮系に対する理論研究にも取り組んでいく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（次年度使用額が生じた理由）2019年度予定していたフェルミ対凝縮系を対象とする研究を2020年度に後ろ倒した。本年度予算にはこの課題を遂行する上で必要な計算資源の購入額が含まれていたため、その分を使用しなかった。
（次年度使用計画）オンライン会議の増加により、2020年度は予定よりも出張費が抑えられると予想される。一方、当初想定していなかった研究課題を遂行するために、より高性能の計算機を導入する必要が出てきた。そのため、出張費と前年度の繰り越し分を計算資源の増築分に充てようと考えている。
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