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2010 年度 実績報告書

動的障壁と量子局在:混合位相空間をもつハミルトン系における動力学理論

研究課題

研究課題/領域番号 21540394
研究機関首都大学東京

研究代表者

首藤 啓  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 教授 (60206258)

研究分担者 田中 篤司  首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (20323264)
キーワード量子カオス / 古典カオス / 混合位相空間 / 動的トンネル効果 / 完全WKB解析 / ストークス幾何 / 非断熱遷移 / ハミルトン系
研究概要

1.混合位相空間をもつ開放量子系におけるワイル則
離散エネルギー固有値をもつ束縛量子系の累積エネルギー状態密度は,エネルギーの大きい漸近的極限で対応する古典位相空間の体積に比例することが知られている(ワイル則).一方,近年,開放量子系の共鳴固有エネルギーに類似の法則が存在すること,とくに,対応する古典系が理想的に強いカオスを示す場合に対して,共鳴固有エネルギー虚部の増大則が古典系の不変集合のハウスドルフ極限と関係のあることが明らかになってきた(フラクタルワイル則).ここでは,古典系の位相空間が混合的な場合,対応する開放量子系の共鳴固有エネルギー虚部がいかなる増大則に従うかについて議論した.とくに,混合位相空間を持つ系の特徴である遅い緩和機構が共鳴固有エネルギーの統計則にいかに反映されるか,という観点から新たな作業仮説を設け,その妥当性を単純な位相空間をもつ(規則領域とカオス領域とが明確に分解されている)写像系に対して確認した.
2.動的トンネル効果におけるトンネル確率の定義可能性
規則領域とカオス領域とが混在する位相空間中で起こるいわゆる「カオス的トンネル効果」は,従来の1次元のトンネル効果とその背後にある動力学機構を異にするため,トンネル確率を定義することは自明ではない,ここでは,単純な位相空間をもつ系を用いて,疑義のないトンネル確率の定義可能性についてさまざまな方向からの吟味をおこなった.
3.エノン写像馬蹄極限のストークス幾何学
複素WKB法は「カオス的トンネル効果」の最も有効な解析手段であるが,その根幹にあるストークス現象はいまだ十分な理解に至っているとは言い難い.ここでは,エノン写像の量子プロパゲータに対するストークス幾何学を調べ、系が馬蹄型条件を満たす場合についてのストークス幾何学の完全な解析に成功した。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] Meeting time distributions in Bernoulli systems2011

    • 著者名/発表者名
      A.Akaishi, M.Hirata, K.Yamamoto and A.Shudo
    • 雑誌名

      J.Phys.A:Math.Theor

      巻: 44 ページ: 375101(12)

    • DOI

      doi:10.1088/1751-8113/44/37/375101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boundary element method and isospectrality in quantum billiards2011

    • 著者名/発表者名
      T.Harayama and A.Shudo
    • 雑誌名

      物性研究

      巻: 97 ページ: 414-420

  • [学会発表] Complex paths for regular-to-chaotic tunneling rates2012

    • 著者名/発表者名
      A.Backer, R.Ketzmerick, S.Lock, N.Mertig, A.Shudo
    • 学会等名
      Annual spring meeting of the German Physical Society
    • 発表場所
      Berlin
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] Flooding of tunneling flux in the Kepler map2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Hanada, K.S.Ikeda, A.Shudo
    • 学会等名
      Dynamics days 2012
    • 発表場所
      Univ.of Maryland
    • 年月日
      2012-01-04
  • [学会発表] Meeting time distributions in dynamical systems2012

    • 著者名/発表者名
      A.Akaishi, M.Hirata, K.Yamamoto, A.Shudo
    • 学会等名
      Dynamics days 2012
    • 発表場所
      Univ.of Maryland
    • 年月日
      2012-01-04
  • [学会発表] Flooding of tunneling flux in the Kepler map2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Hanada, K.S.Ikeda, A.Shudo
    • 学会等名
      International Symposium on Nano Science and Functional Materials : Post-symposium of International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2011
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan Univ.
    • 年月日
      2011-12-01
  • [学会発表] カオス的トンネル効果の複素半古典論2011

    • 著者名/発表者名
      池田研介, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-24
  • [学会発表] ケプラー写像におけるカオス的トンネル効果の異常増大2011

    • 著者名/発表者名
      花田康高, 首藤啓, 池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-24
  • [学会発表] トンネル複素軌道と部分wick回転2011

    • 著者名/発表者名
      原田浩充, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-24
  • [学会発表] 混合位相空間におけるmeeting timeの分布2011

    • 著者名/発表者名
      赤石暁, 平田雅樹, 山本謙一郎, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Role of natural boundaries of KAM curves in quantum tunneling problems2011

    • 著者名/発表者名
      A.Shudo
    • 学会等名
      International Summer School/Conference "Let's face chaos through nonlinear dynamics"
    • 発表場所
      Maribor, Slovenia
    • 年月日
      2011-07-07
  • [学会発表] What does theory of complex dynamics tell us?2011

    • 著者名/発表者名
      A.Shudo
    • 学会等名
      MPIPKS focus meeting, "Dynamical Tunneling in Non-Integrable Systems"
    • 発表場所
      Max Planck Institute (Dresden)
    • 年月日
      2011-06-14
  • [学会発表] Diffraction and Tunneling in the system with sharply divided phase space2011

    • 著者名/発表者名
      A.Shudo
    • 学会等名
      International workshop on mircrocavities and their applications (WOMA2011)
    • 発表場所
      Pusan national univ.
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] Quantum tunneling with and without chaos2011

    • 著者名/発表者名
      A.Shudo
    • 学会等名
      Satellite meeting of the international workshop on mircrocavities and their applications
    • 発表場所
      Seoul national univ.
    • 年月日
      2011-05-23
  • [学会発表] 力学系のmeeting timeの分布III2011

    • 著者名/発表者名
      赤石暁, 平田雅樹, 山本謙一郎, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] ケプラー写像における動的トンネル確率の異常増大2011

    • 著者名/発表者名
      花田康高, 首藤啓, 池田研介
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] 多準位の非断熱遷移とストークス幾何2011

    • 著者名/発表者名
      金井真澄, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-25

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公開日: 2013-06-26  

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