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2017 年度 実績報告書

行列係数を持つ微分作用素の作用素解析とスペクトル解析

研究課題

研究課題/領域番号 26400117
研究機関広島大学

研究代表者

廣川 真男  広島大学, 工学研究科, 教授 (70282788)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード一般化された量子Rabi模型 / 仮想光子 / 実光子 / 物理的状態 / 裸の状態
研究実績の概要

平成29年度は本研究課題の最終年度にあたり,非可換調和振動子の模型の一つである(一般化された)量子Rabi模型の持つ量子相転移の可能性を探り,本研究課題の締めくくりとなる結果と次の研究テーマへと繋げる内容について考察した。超伝導回路のバイアス・エネルギーがゼロの場合,結合定数がゼロのとき量子Rabi模型はN=2超対称量子力学の数理模型となっているが,結合定数を大きくした極限では元の超対称性が自発的に破れる数理模型となっているという結果をH28年度までに得たが,これを平成29年度にハミルトニアンのノルム・レゾルベント収束として証明し直し,この極限ハミルトニアンが有効ハミルトニアンとして深強結合領域の量子Rabiハミルトニアンの解析に有効であることを示した。ここで証明した定理は,バイアス・エネルギーが無い(従ってパリティ対称性を持つ)場合に,裸の状態としての基底状態に対するものである。さらに平成29年度は,バイアス・エネルギーが有る一般化された量子Rabi模型に対し,一般の固有状態を考察した。バイアス・エネルギーが無い場合,結合定数が大きいとき,量子Rabi模型の基底状態から原子の影響が消えコヒーレント状態によるシュレディンガーの猫状態となるが,一方,バイアス・エネルギーが有りパリティ対称性が壊れると,その状態も壊れることが分かった。そこで,原子・光子間結合が大きくなったときに重要となる光子の場の2次の項をも考慮し,原子核物理学の(メゾン・)ペア理論に従い,物理的状態としての基底状態を取り出すくり込みを施し,ハミルトニアンの強結合極限をノルム・レゾルベント収束として考えた。この極限ハミルトニアンでは,くり込みが原子の影響を残し,この影響が基底状態をシュレディンガーの猫状態にする可能性が見出された。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Aarhus University(Denmark)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      Aarhus University
  • [雑誌論文] A mathematical analysis of dressed photon in ground state of generalized quantum Rabi model using pair theory2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirokawa, J. Moller and I. Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 50 ページ: 184003, 20p

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aa677c

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A mathematical modeling of electron-phonon interaction for small wave numbers close to zero2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirokawa
    • 雑誌名

      EMS Series of Congress Reports, Functional Analysis and Operator Theory for Quantum Physics

      巻: The P. Exner Anniversary Vol. ページ: 373, 400

    • DOI

      10.4171/175-1/18

    • 査読あり
  • [学会発表] Possibility of Spintronic-Qubit Control Through Tunnel-Junction on Quantum Wire2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirokawa
    • 学会等名
      BIT's 7th Annual World Congress of Nano Science & Technology 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum simulation of the atom-light interaction2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirokawa
    • 学会等名
      Quantum Circle at the Doppler Institute, Czech
  • [学会発表] A Quantum Simulation of Cavity Optomechanics2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirokawa
    • 学会等名
      Math/Phys Seminar at Aarhus University, Denmark
  • [学会発表] Quantum simulation of atom coupled to Bose field(s)2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hirokawa
    • 学会等名
      現象数理セミナー,九州大学マス・フォア・インダストリ研究所
  • [図書] 数物系に向けた フーリエ解析とヒルベルト空間論2017

    • 著者名/発表者名
      廣川真男
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      サイエンス社

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2023-03-16  

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