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2022 年度 実績報告書

孤立量子系の熱平衡化の一般化感受率を用いた研究

研究課題

研究課題/領域番号 21J14313
研究機関東京大学
特別研究員 千葉 侑哉  東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC2)
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワード孤立量子系の熱平衡化 / 応答 / 量子可積分
研究実績の概要

本研究では、全てマクロ物理量に関して熱平衡化(熱化)が起こったかどうかを判定するという、従来扱うのが困難だった問題を、線形非平衡領域において調べ、1つの鍵となるマクロ物理量に関して熱化が起こることを確認すれば、他の全てのマクロ物理量に関しても熱化が起こると言えるということを明らかにした。この結果は初め、通常の線形応答理論と同様の時間スケールに着目して得られたものだったが、もっと長い時間、すなわち線形応答の外場を0にする極限でいくらでも長くなるような時間スケールまで見ても、全く同様に成り立つことも明らかにし、二段階緩和という現象との関係も論じた。以上の結果をまとめた論文は、Phys. Rev. Research誌から出版された。また、以上の結果を国際学会のSigmaPhi 2023およびStatphys28にて発表した。
加えて、上記の論文で行った数値計算により、上記の意味での熱化の有無が系の可積分性・非可積分性によって左右されることが確認されたので、次に量子系の非可積分性についても調べた。具体的には、非可積分系と期待されている模型の代表例とも言える斜め磁場イジング模型において、許される局所保存量の形を制限していき、自明なもの以外は存在しないことを厳密に証明した。この局所保存量の不在は、系が非可積分であることを意味するので、この模型の非可積分性が初めて厳密に証明されたことになる。この結果をまとめた論文は、Phys. Rev. B誌から出版された。また、この結果は日本物理学会でも発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Proof of absence of local conserved quantities in the mixed-field Ising chain2024

    • 著者名/発表者名
      Chiba Yuuya
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 109 ページ: 035123

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.109.035123

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Key observable for linear thermalization2023

    • 著者名/発表者名
      Chiba Yuuya、Shimizu Akira
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 5 ページ: 033037

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.5.033037

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 1次元斜め磁場イジング模型の非可積分性の厳密な証明2024

    • 著者名/発表者名
      千葉 侑哉
    • 学会等名
      日本物理学会 2024年春季大会
  • [学会発表] Timescale of Linear Thermalization2023

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Chiba, Akira Shimizu
    • 学会等名
      SigmaPhi 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] A key observable that guarantees linear thermalization of all macroscopic observables2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Shimizu, Yuuya Chiba
    • 学会等名
      SigmaPhi 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] A single key observable determines linear thermalization of all additive observables2023

    • 著者名/発表者名
      Yuuya Chiba, Akira Shimizu
    • 学会等名
      Statphys28
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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