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2021 年度 実績報告書

ゼロモード量子揺らぎを考慮した非一様Bose-Einstein凝縮系の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K14619
研究機関高知大学

研究代表者

高橋 淳一  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 特任助教 (60732211)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード場の量子論 / ゼロモード / Bose-Einstein凝縮 / ポーラロン / 媒介相互作用 / スピン軌道相互作用
研究実績の概要

本研究の目的は、従来の理論において無視されてきたゼロモード量子揺らぎが物理量にどのように影響を与えるか調査することである。本年度は、ポーラロン系を主に取り扱った。ポーラロンは多粒子集団の中に少数の異種粒子を加えた系であり、この少数粒子は媒質である多粒子系の量子ゆらぎの影響を受ける。これは、少数粒子の性質に反映されると考えられる。つまり、この少数粒子は媒質の性質を測るプローブとしての役割が期待できる。本研究の課題であるゼロモード量子揺らぎは観測方法が確立していない。このポーラロン系であれば少数粒子をプローブとすることにより、ゼロモード量子揺らぎを観測できる可能性がある。今年度はゼロモード量子揺らぎが関係し得るいくつかの物理量を求めるための定式化を行った。

(1)ボーズ・ポーラロン間の媒介相互作用に関する研究。媒質がBose-Einstein凝縮体であるボーズ・ポーラロンで発生する媒介相互作用はゼロモードであるフォノンの交換が重要な役割を果たす。そのため、この媒介相互作用に対しゼロモードゆらぎが質的な変化を与える可能性がある。しかし、媒介相互作用を直接実験で観測する方法は現状存在しない。本研究では、冷却原子系で観測可能な密度分布関数から、媒介相互作用の空間分布を直接取り出す手法を提案した。

(2)スピン軌道相互作用が含まれる系を想定し、その時間発展を調べた。スピンの時間変化には凝縮体の情報が反映される。この研究はポーラロンの探針としての性能を検討する際の試金石である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Dissipation-relaxation dynamics of a spin-<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math> particle with a Rashba-type spin-orbit coupling in an ohmic heat bath2021

    • 著者名/発表者名
      Hata Tomohiro、Nakano Eiji、Iida Kei、Tajima Hiroyuki、Takahashi Junichi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 104 ページ: 144424

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.104.144424

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting nonlocal interpolaron interactions from collisional dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Junichi、Tajima Hiroyuki、Nakano Eiji、Iida Kei
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 103 ページ: 043334

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.103.043334

    • 査読あり
  • [学会発表] ブラックホール衝突におけるHawking輻射と重力波発生過程の量子シミュレーションに向けた理論研究2022

    • 著者名/発表者名
      高橋淳一, 田島裕之, 仲野英司, 飯田圭
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
  • [学会発表] Extracting profiles of non-local inter-polaron interactions from collisional dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      高橋淳一, 田島裕之, 仲野英司, 飯田圭
    • 学会等名
      第7回クラスター階層領域研究会
  • [学会発表] 粒子密度分布のみを用いた2ポーラロン間非局所相互作用の推定法2021

    • 著者名/発表者名
      高橋淳一, 田島裕之, 仲野英司, 飯田圭
    • 学会等名
      KEK理論センター研究会「熱場の量子論とその応用」
  • [学会発表] Dissipation and relaxation dynamics of mobile magnetic impurity with Rashba type spin-orbit coupling in an ohmic heat bath2021

    • 著者名/発表者名
      T. Hata, E. Nakano, K. Iida, H. Tajima, and J. Takahashi
    • 学会等名
      SuperFluctuations
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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