一次元ボーズ・アインシュタイン凝縮制御の物理と数理

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03409
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
• 研究機関: 高知工科大学
• 研究代表者: 全 卓樹 高知工科大学, 理工学群, 教授 (60227353)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 異種混合系 / 相転移 / 量子力学 / 社会物理学

研究成果の概要

ボーズ・アインシュタイン凝縮体の制御法を確立するための研究を目指し、準備段階として複数エージェントが二次元格子グリッド空間をいかに埋め尽くすかの数値シミュレーション研究を行った。同種エージェント間引力と異種エージェント間斥力を仮定して２パラメータ・モデルが得られる。異種間斥力と同種間引力が弱い時の異種混在パターン」が、引力が強まったとき同種エージェント液滴状集結へとなだらかに移行することが分かった。異種斥力が強い場合、エージェント密度を制御パラメータとして、不定形の境界線で区分された棲み分けパターンへの２次相転移、およびカオス的な不安定状態への一次相転移が観測された。

自由記述の分野

量子力学、数理物理学、社会物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、巨視的なスケールで得意な量子的性質を示すことが予想される、複数元素からなるボーズ・アインシュタイン凝縮の状態制御の、簡単ではあるが十分に現実的な理論的モデルを提供する。そこに見出された異種混在状態と同種液滴状集結状態、また異種分離状態の間の相転移、また不安定なカオス状態の出現は、数理生態学的また社会物理学的設定での二種のアクティヴ・エージェントの混住及び分離の多彩なパターンの出現と数学的に同等であって、これは分野を超えた全く異なった対象で同じ動力学が実現される例としても興味深いであろう。