• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実施状況報告書

エンタングルメントを用いた強相関トポロジカル量子相の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24540402
研究種目

基盤研究(C)

研究機関京都大学

研究代表者

戸塚 圭介  京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (80291079)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードトポロジカル秩序 / エンタングルメント / 強相関 / 国際研究者交流(フランス)
研究概要

二次元量子系の競合量子相に対する統一的有効理論の構築: 「contractor renormaliza tion(CORE)」と呼ばれる実空間くりこみ的な手法に基づいて、低次元量子磁性体におけるエキゾチックな量子相の大域的相構造の問題に取り組んだ。特に、5月~6月にToulouse Paul-Sabatier大学に滞在した際に共同研究を進めた。その基礎部分に関する論文をPhysical Review B誌に発表した。
強磁場中のスピン液体磁化プラトー状態に関する研究:2012年5月~6月にフランスToulouseに滞在した際に、Capponi氏、Plat氏らと数値計算を援用した共同研究を開始し、スピン液体相を含むいくつかの相の構造を明らかにした。2012年度中に主な計算をほぼ終了し、2013年度5月にPlat氏が基礎物理学研究所に滞在する際に完成させる予定である。
一次元の強相関トポロジカル相の研究:フランスのグループと共同で、一次元光格子中のアルカリ土類冷却原子気体の相図を調べた。この系は系のパラメータを調整することなくSU(N)(Nはアルカリ土類原子の核スピンの大きさで決まる)という高い対称性を実現できることが知られているが、この系のMott絶縁相の中に、非自明なトポロジカルな性質を持つものがあることを明らかにした。また、そのエンタングルメントの性質を調べた。
ホールドープされた一次元トポロジカルスピン系の性質:香川高専(現Stanford大)の長谷部氏と共同で、ある種のトポロジカルな性質を持つ一次元スピン系にホールを注入した際に、そのトポロジカルな性質、エンタングルメントがどのような影響を受けるかを調べた。また、string秩序と呼ばれる非局所的な秩序の存在とエンタングルメントの構造が密接に関係していることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

課題のひとつである「二次元量子系の競合量子相に対する統一的有効理論の構築」に関しては、実際に数値的に調べていく過程でいくつか想定したなかった困難があることがわかり、基礎部分の結果は発表したものの研究の完成には至っていない。また、スピン液体のプロジェクトに関しては、進捗状況は順調であり、まもなく結果がまとまる予定である。これに加えて、一次元の強相関系のトポロジカル相の研究に関して、予想していなかった興味深い結果がいくつか得られ、今後の展開が期待される。

今後の研究の推進方策

まず、5月から6月にかけて京大基礎物理学研究所に滞在するPlat氏と強磁場中のスピン液体のプロジェクトの完成を目指す。また、一次元の強相関トポロジカル相に関するプロジェクトについては、当初の予想を上回る進展があったので、今年度も引き続き主要課題として取り組み、特にくりこみ群が予言する大域的相構造と、強相関トポロジカル相の分類などがどのような関係になっているのかを解明する。

次年度の研究費の使用計画

該当しない

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Quantum entanglement and topological order in hole-doped valence-bond solid states2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hasebe and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87 ページ: 045115-1,21

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.045115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symmetry-protected topological phases of alkaline-earth cold fermionic atoms in one dimension2013

    • 著者名/発表者名
      H. Nonne, M. Moliner, S. Capponi, P. Lecheminant and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: 102 ページ: 37008-1,6

    • DOI

      10.1209/0295-5075/102/37008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topological Many-Body States in Quantum Antiferromagnets via Fuzzy Supergeometry2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hasebe and K. Totsuka
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 5 ページ: 119-214

    • DOI

      10.3390/sym5020119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semiclassical approach to competing orders in a two-leg spin ladder with ring exchange2012

    • 著者名/発表者名
      K. Totsuka, P. Lecheminant and S. Capponi
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 86 ページ: 014435-1,14

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.014435

    • 査読あり
  • [学会発表] Featureless spin liquid phases in high magnetic field

    • 著者名/発表者名
      K. Totsuka
    • 学会等名
      Theory of Quantum Gases and Quantum Coherence
    • 発表場所
      ENS Lyon, France
  • [学会発表] 飽和磁場直下におけるスピンネマティック状態の安定性

    • 著者名/発表者名
      植田浩明, 戸塚圭介
    • 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
  • [学会発表] 強磁場中で実現するスピン液体磁化プラトー状態

    • 著者名/発表者名
      戸塚圭介
    • 学会等名
      基研研究会「量子スピン系の物理」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi