冷却原子気体で実現する量子系のフェルミ・パスタ・ウラムの再帰現象

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22840051
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 段下 一平 独立行政法人理化学研究所, 柚木計算物性物理研究室, 基礎科学特別研究員 (90586950)
• 研究期間 (年度): 2010
• キーワード: フェルミ・パスタ・ウラムの再帰現象 / 冷却原子気体 / 光格子 / ボース・アインシュタイン凝縮 / エルゴード性 / 非線形シュレーディンガー方程式 / ボース・ハバード模型

研究概要

Fermi,Pasta,and Ulam(FPU)の再帰現象は古典力学的な一次元非線形格子模型の数値実験から発見され、その発見がさらにはソリトンの発見やカオス理論の発展に繋がったように、非線形物理学の礎となっている。にもかかわらず、実際の実験における観測は非常にまれである。本研究では、光格子中の一次元ボース気体の実験において、FPUの再帰現象が実現可能であることを提案した。さらに、量子揺らぎによってFPU振動が顕著に減衰することを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Stability of superflow in supersolid phases of lattice bosons with dipole-dipole interaction (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Yamamoto, I.Danshita
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 273 ページ: 012020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate numerical verification of the instanton method for macroscopic quantum tunneling : dynamics of phase slips (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Danshita, A.Polkovnikov
  • 雑誌名: Physical Review B 82 ページ: 094304
  • 査読あり
• [学会発表] 光格子中のボース気体におけるFermi-Pasta-Ulamの再帰現象に対する量子効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 段下一平,R.Hipolito, V.Oganesyan, A.Polkovnikov
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Quantum effects on Fermi-Pasta-Ulam recurrence in ultracold lattice bosons (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Danshita, R.Hipolito, V.Oganesyan, A.Polkovnkov
  • 学会等名: American Physical Society March Meeting
  • 発表場所: Dallas Texas, USA
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] Stability and critical velocity of dipolar bosons in a moving optical lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Danshita, D.Yamamoto
  • 学会等名: ERATO Macroscopic quantum control conference on ultracold atoms and molecules
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] Transport and macroscopic quantum tunneling of one-dimensional Bose gases in an optical lattice (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Danshita, C.W.Clark, A.Polkovnikov
  • 学会等名: New Development of Numerical Simulations in Low-Dimensional Quantum Systems : From Density Matrix Renormalization Group to Tensor Network Formulations
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] 一次元ボース・ハバード系における超流動-絶縁体転移とインスタントンの関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 段下一平,A.Polkovnikov
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(堺)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] 光格子中における一次元ボース気体の超流動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 段下一平
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(堺)(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-25
• [備考] ホームページ等