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2020 年度 実績報告書

強相関ダイナミクスが誘起する非エルミート・トポロジカル物性

研究課題

研究課題/領域番号 19K21032
研究機関筑波大学

研究代表者

吉田 恒也  筑波大学, 数理物質系, 助教 (50733078)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード非エルミート系 / 強相関系
研究実績の概要

光学系や冷却原子系では散逸を導入する事が可能であり、非エルミート物理の研究の舞台となっている。そこでは、通常のエルミート系では見られない特異な現象が数多く報告されつつある。その一例として、エクセプショナルポイントが挙げられる。この特異なバンド構造の発現にはハミルトニアンが対角化不能になる事が効いている。これらの新しい発見の一方で、トポロジカル相の研究で重要な役割をする対称性の効果は未解明であった。
本研究では、エクセプショナルポイントにおける対称性の効果を解析し、対称性に保護されたエクセプショナルリング、エクセプショナルサーフェスという新しいトポロジカル状態を発見した。 これらの新しい状態は平衡強相関系におけるカイラル対称な系での発現や摩擦のある力学系でも観測可能である事を指摘した。さらに、非エルミート・トポロジーに対する結晶対称性の効果も解析し、鏡映対称性に保護されたトポロジーがミラースキンエフェクトという新しい現象を誘起する事も明らかにした。
また、強相関効果はトポロジカルバンド理論では記述できない特有のトポロジカル状態を誘起する事が通常のエルミート系では知られている。しかし、非エルミート系では強相関トポロジカル相の研究はほとんど行われていなかった。本研究ではトポロジカル秩状態の典型例である1/3フィリングのラフリン状態における非エルミート効果を解析し、非エルミート系でもトポロジカル秩序状態がみられる事を実証した。
これらの成果を挙げる事で非エルミート・トポロジカル系の基礎理論の整備に貢献できたと考えている。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 3件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] ストックホルム大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      ストックホルム大学
  • [国際共同研究] リヨン高等師範学校 (CNRS)(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      リヨン高等師範学校 (CNRS)
  • [雑誌論文] Bulk-edge correspondence of classical diffusion phenomena2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 888 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80180-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exceptional points in the one-dimensional Hubbard model2021

    • 著者名/発表者名
      Roman Rausch, Robert Peters and Tsuneya Yoshida
    • 雑誌名

      New J. Phys.

      巻: 23 ページ: 013011 1-13

    • DOI

      10.1088/1367-2630/abd35e

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Square-root topological semimetals2021

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Mizoguchi Tsuneya Yoshida and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 103 ページ: 045136 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.045136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-space dynamical mean field theory study of non-Hermitian skin effect for correlated systems: Analysis based on pseudospectrum2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 103 ページ: 125145 1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.125145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Machine Learning of Mirror Skin Effects in the Presence of Disorder2021

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Araki Tsuneya Yoshida and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 90 ページ: 053703 1-5

    • DOI

      10.7566/JPSJ.90.053703

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry-protected higher-order exceptional points and their topological characterization2021

    • 著者名/発表者名
      Pierre Delplace Tsuneya Yoshida Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 2103.08232 ページ: -

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Square-root topological phase with time-reversal and particle-hole symmetry2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida Tomonari Mizoguchi Yoshihito Kuno and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 2103.11305 ページ: -

  • [雑誌論文] Reflection-Symmetry Protected Antiferromagnetic Topological Insulator in Three-Dimensional Heavy-Fermion Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Kimura Tsuneya Yoshida and Norio Kawakami
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc

      巻: 30 ページ: 011012 1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.30.011012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between exceptional points and the Kondo effect in f-electron materials2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Michishita Tsuneya Yoshida and Robert Peters
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 101 ページ: 085122 1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.085122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher-order topological phases in a spring-mass model on a breathing kagome lattice2020

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Wakao Tsuneya Yoshida Hiromu Araki Tomonari Mizoguchi Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 101 ページ: 094107 1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.101.094107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mirror skin effect and its electric circuit simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida, Tomonari Mizoguchi, and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Research

      巻: 2 ページ: 022062 1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.022062

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      Tsuneya Yoshida Koji Kudo Hosho Katsura and Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. 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
  • [雑誌論文] Phase transitions and generalized biorthogonal polarization in non-Hermitian systems2020

    • 著者名/発表者名
      Elisabet Edvardsson, Flore K. Kunst, Tsuneya Yoshida, and Emil J. Bergholtz
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Research

      巻: 2 ページ: 043046 1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.2.043046

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exceptional band touching for strongly correlated systems in equilibrium2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida Robert Peters Norio Kawakami Yasuhiro Hatsugai
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 ページ: 12A109 1-20

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Hermitian topological Mott insulators in one-dimensional fermionic superlattices2020

    • 著者名/発表者名
      Tao Liu James Jun He Tsuneya Yoshida Ze-Liang Xiang and Franco Nori
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 102 ページ: 235151 1-16

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.102.235151

    • 査読あり
  • [学会発表] Chiral edge modes of coupled rock-paper-scissors cycles2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida
    • 学会等名
      2021 Informal meeting : Variety and universality of bulk-edge correspondence in topological phases: From solid state physics to transdisciplinary concepts2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-Hermitian fractional quantum Hall states in open quantum systems2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida, Koji Kudo, Hosho Katsura, and Yasuhiro Hatsugai
    • 学会等名
      APS march meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 拡散現象におけるバルク-エッジ対応2021

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也、初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会(2021年)
  • [学会発表] Topological band structure of classical diffusion phenomena2021

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也
    • 学会等名
      新学術基礎講義(次世代物質探索のための離散幾何学)
    • 招待講演
  • [学会発表] Topological band structure of classical diffusion phenomena2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida
    • 学会等名
      2020 Informal meeting : Variety and universality of bulk-edge correspondence in topological phases: From solid state physics to transdisciplinary concepts
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子開放系での分数量子ホール状態の特徴付け2020

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也、工藤耕司、桂法称、初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
  • [学会発表] 複素値相互作用における非エルミート分数量子ホール状態2020

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也、工藤耕司、初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
  • [学会発表] 非エルミート系における分数量子ホール状態2020

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也
    • 学会等名
      KEKオンライン研究会「熱場の量子論とその応用」
  • [学会発表] 非エルミート系における分数量子ホール状態2020

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也、工藤耕司、初貝安弘
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
  • [学会発表] Non-Hermitian fractional quantum Hall states with 1/3 filling2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida
    • 学会等名
      APS march meeting 2020
  • [学会発表] Fractional Quantum Hall State in a Non-Hermitian System2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida
    • 学会等名
      Variety and universality of bulk-edge correspondence in topological phases: From solid state physics to transdisciplinary concepts
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非エルミート系のトポロジカルバンド縮退と分数量子ホール状態2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuneya Yoshida
    • 学会等名
      第9回「凝縮系理論の最前線」研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 対称性に保護されたエクセプショナルリング・エクセプショナルサーフェス2020

    • 著者名/発表者名
      吉田恒也
    • 学会等名
      北海道大学 量子機能工学研究室 セミナー(共催:応用物理学会北海道支部)
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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