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1次元量子系に振動磁場を加えた模型を扱い、そのスピンダイナミクスおよび輸送現象に関する研究を数値計算と理論解析により行った。とくに、前年度で主に研究対象としてきた1次元量子スピン模型の拡張として、1次元ババード模型(スピンを持った1次元電子系)を扱い、その1粒子および複数粒子の量子ダイナミクスを研究した。最近の光格子中の冷却原子の実験で、静的な外場と時間周期的な外場を加えて制御することで、原子波束の巨大な振動(スーパープロッホ振動)が観察された。本研究では、1次元ババード模型を用いてその現象を数値計算で再現し、また理論解析によってスーパープロッホ振動の振幅および振動数、さらにその位相までも説明できることを示した。実験では1粒子のダイナミクスが捉えられていたが、本研究では、2～4粒子でのダイナミクスもシミュレーションを行い、1粒子ダイナミクスとの違いを明らかにした。相互作用の強い場合、2つの粒子が束縛ペアを組み、それがペアで1つの粒子のように振る舞うことがある。しかし、束縛ペアのダイナミクスは、1粒子のものとは異なる。それは、エネルギーバンドの違いに由来することを理論的に説明し、数値シミュレーションによって、実際に異なるダイナミクスが見られることを示した。1次元ババード模型は、光格子中の冷却原子の実験で実現可能であり、本研究の複数粒子に関する結果も近い将来、実験によって検証されることが期待される。
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