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2012 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, 理工学研究科, 教授 (60206258)

研究分担者 田中 篤司  首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (20323264)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
キーワード量子カオス / カオス的トンネル効果 / 混合位相空間 / 複素半古典論 / ストークス現象 / ハミルトン系 / 自然境界 / 完全WKB解析
研究概要

1. 動的トンネル効果における不変トーラスの自然境界の役割
混合位相空間中の不変KAMトーラスは実面上において解析性をもち,その上の軌道は一定無理数回転と共役な規則運動を行う.一方,不変KAMトーラスは複素領域において一般にその解析性は破れいわゆる「自然境界」が出現する.これまで,複素領域内の自然境界が物理的に観測可能なものであるか否かについて賛否両論が交わされてきたが,我々は混合位相空間中の動的トンネル効果において,トンネル確率の異常増大という形で自然境界が顕在化し現実に観測可能な対象であることをはじめて示した.
2. 複素ポテンシャルを用いた量子開放系の解析
非線形共鳴の発生は系の非可積分性と密接に関連する.近年注目されている「非線形共鳴によって促進されたトンネル効果」においては,エネルギー分裂などトンネル効果を特徴づける量に1次元トンネル効果には見られない「構造」が観測される.我々は,その構造が純粋に非線形共鳴だけが原因なのではなく,混合位相空間中のカオスをもその発生に関与しているとの予想を立て,位相空間に局在する吸収ポテンシャルを用いてその作業仮説の妥当性を検討した.
3. 3準位非断熱遷移問題に対する完全WKB解析の数値的検証
多準位の非断熱遷移の問題を完全WKB解析の観点から考察した.特に,多準位系になってはじめて現れる「新しいストークス線」が本質的役割を果たすことのない最も単純な状況における完全WKB解析の表式の数値的な検証を行った.WKB近似の適用が期待される断熱極限のみならず,その反対の極限である等熱極限,あるいは,従来の多準位非断熱遷移の取り扱いでは対応することのできなかった,初期状態のすべての状態に確率が与えられている場合など,極めて広い範囲で完全WKB解析によって得られた表式が良い近似を与えることを確認した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Tunneling effect and natural boundary of invariant torus2012

    • 著者名/発表者名
      A.Shudo and K.S.Ikeda
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 109 ページ: 154102 (5)

    • DOI

      doi:10.1103/PhysRevLett.109.154102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffraction and tunneling in systems with mixed phase space2012

    • 著者名/発表者名
      A.Ishikawa, A.Tanaka, A.Shudo, and K.S.Ikeda
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E

      巻: 86 ページ: 136208(14)

    • DOI

      doi:10.1103/PhysRevE.86.036208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weyl law for open systems with sharply divided mixed phase space2012

    • 著者名/発表者名
      A.Ishii, A.Akaishi, A.Shudo, and H.Schomerus
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E

      巻: 85 ページ: 146203(7)

    • DOI

      doi:10.1103/PhysRevE.85.046203

    • 査読あり
  • [学会発表] 不安定周期軌道と混合位相空間をもつカオス系のトンネル分裂について2013

    • 著者名/発表者名
      花田康高,首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年度 春季大会
    • 発表場所
      広島大学,東広島キャンパス
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] 離散時間系におけるエネルギー分裂の半古典論について2013

    • 著者名/発表者名
      原田浩充,首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年度 春季大会
    • 発表場所
      広島大学,東広島キャンパス
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] 区分線型写像における階層構造の複雑さ2013

    • 著者名/発表者名
      青木和輝, 赤石暁, 首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年度 春季大会
    • 発表場所
      広島大学,東広島キャンパス
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] 混合系の量子論と複素力学系におけるエルゴード問題2013

    • 著者名/発表者名
      首藤啓
    • 学会等名
      非線形・非平衡系シンポジウム -新しいエルゴード問題の探求-
    • 発表場所
      早稲田大学 染谷記念国際会館
    • 年月日
      20130307-20130308
    • 招待講演
  • [学会発表] 非可積分系におけるトンネル効果2013

    • 著者名/発表者名
      花田康高
    • 学会等名
      非線形・非平衡系シンポジウム -新しいエルゴード問題の探求-
    • 発表場所
      早稲田大学 染谷記念国際会館
    • 年月日
      20130307-20130308
    • 招待講演
  • [学会発表] Semiclassical theory of tunneling splittings and the singularity structure in nonlinear resonances2013

    • 著者名/発表者名
      H. Harada and A. Shudo
    • 学会等名
      The Global Human Resource Program Bridging across Physics and Chemistry
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan University
    • 年月日
      20130208-20130208
  • [学会発表] Wave packet recurrence in strongly chaotic systems2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Hanada, Y. Sugiyama and A. Shudo
    • 学会等名
      The Global Human Resource Program Bridging across Physics and Chemistry
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan University
    • 年月日
      20130208-20130208
  • [学会発表] An introduction to exact WKB method2012

    • 著者名/発表者名
      A. Shudo
    • 学会等名
      The 11th Christmas symposium of Physicists
    • 発表場所
      Maribor(Slovenia)
    • 年月日
      20121205-20121207
    • 招待講演
  • [学会発表] Wave packet recurrence in strongly chaotic systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hanada, Y. Sugiyama and A. Shudo
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Dynamics and Quantum Walks
    • 発表場所
      Institute for Molecular Science
    • 年月日
      20121124-20121126
  • [学会発表] 完全WKB解析による3準位の非断熱遷移について2012

    • 著者名/発表者名
      大橋るり子,金井真澄,首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] Numerical verification of the exact WKB analysis for multilevel nonadiabatic transition problems2012

    • 著者名/発表者名
      R. Ohashi and A. Shudo
    • 学会等名
      RIMS研究集会「超局所解析と漸近解析の最近の進展」
    • 発表場所
      京都大学 数理解析研究所
    • 年月日
      20121023-20121026
    • 招待講演
  • [学会発表] エネルギー分裂に関する半古典論と複素古典軌道のトポロジー2012

    • 著者名/発表者名
      原田浩充,首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 複素ポテンシャルを用いた量子開放系の解析2012

    • 著者名/発表者名
      花田康高,首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Sharply-divided Phase Spaceのベキ則2012

    • 著者名/発表者名
      赤石暁,首藤啓
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学 常盤台キャンパス
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] Tunneling effect and the natural boundary of invariant tori2012

    • 著者名/発表者名
      A. Shudo
    • 学会等名
      Post advanced study group meeting
    • 発表場所
      Max Planck Institute for Physics of Complex Systems, Dresden (Germany)
    • 年月日
      20120915-20120919
    • 招待講演
  • [図書] 数理物理 私の研究 (シュプリンガー量子数理シリーズ)2012

    • 著者名/発表者名
      首藤 啓
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      シュプリンガー

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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