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今年度の本研究においては、前年度に引き続き極低温原子系を用いた格子ゲージ理論、物性現象に現れるゲージ理論、およびトポロジカル絶縁体等のゲージ理論的側面について、理論的および数値計算実験を用いて研究を行った。
特に格子ゲージ理論については素粒子論はもとより物性物理学においても重要な役割を果たすU(1)ゲージ・ヒッグスモデルの量子シミュレーションについて主に計算機実験を用いてその動力学および実際の実験におけるセットアップ条件等について解析を行い、興味深い結果を得た。特に閉じ込め相、ヒッグス相、それぞれにおける電束の時間的振る舞いの違いを明確に測定し、実験への指針を示すことが出来た。
また、近年実験的に可能となった強い人工磁場の効果に注目し、ボソン系において量子ホール効果に類似した状態の出現可能性について研究を行い、その実現領域を明らかにした。
さらに、極低温原子系において実現される超流動相において、量子乱流の研究を行った。短距離領域においてノイズとしてエネルギーを注入し、一方で大域的な散逸効果を導入して、エネルギーの流れを調べ、またその結果として現れる量子渦の動的な振る舞いを計算機実験により調べ、興味深い結果を得た。特に短距離領域においてノイズとしてエネルギーを注入し、一方で大域的な散逸効果を入れ、エネルギーの流れに関する測定を行い、その結果現れる量子渦の動的な挙動を調べた。結果としてコルモゴロフ則が出現する領域と、渦の挙動の関連が明らかとなった。
近年実験的に可能となった六角格子上での有限外部磁場と相互作用する極低温原子系について、その相構造と低エネルギー励起について調べ、興味深い結果を得ることが出来た。
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