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2014 年度 実施状況報告書

らせん電子波と量子測定理論

研究課題

研究課題/領域番号 26400417
研究機関名古屋大学

研究代表者

谷村 省吾  名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (90273482)

研究分担者 齋藤 晃  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (50292280)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード軌道角運動量 / 不確定性関係 / スピン偏極 / 電子ビーム / コヒーレンス
研究実績の概要

角度と軌道角運動量の不確定性関係を数学的に定式化した。また、この関係を一般の秩序変数と保存量との不確定性関係に拡張した。これらの成果は、学会発表をすでに行い、論文を現在投稿中である。
また、半導体陰極をレーザー照射することによりスピン偏極した電子ビームの生成に成功した。バイプリズムで干渉縞を観測することにより電子ビームの良好なコヒーレンスを確認した。この成果をまとめた論文は Applied Physics Letters に掲載された。

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

角度と軌道角運動量の不確定性関係を数学的に定式化に手間取ってしまった。そのため、その検証実験は進んでいないが、おおむね当初の計画どおりのペースである。スピン偏極したコヒーレント電子ビームの生成の成功は、本研究のさらなる発展を助けるものである。

今後の研究の推進方策

角度と軌道角運動量の不確定性関係を検証するために精度の高いシミュレーションと実験を行う。また、電子状態の分析方法としてウィグナー分布関数を用いた新種の物理量を定式化し、実験検証方法を研究する。

次年度使用額が生じた理由

角度と軌道角運動量の不確定性関係の理論定式化に手間取ったために、実験開始が遅れ、物品費があまりかからずに済んだ。むしろこれは次年度に使うべき研究費として残した。また、旅費も意外に安く済んだため、次年度に残すことになった。

次年度使用額の使用計画

電子ビーム回折実験の試料作りのために消耗品代を要する。また、研究成果発表のため旅費を要する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 量子力学ー歴史・骨子・展開,そして基礎付け2015

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 53 ページ: 26-32

  • [雑誌論文] Coherence of a spin-polarized electron beam emitted from a semiconductor photocathode in a transmission electron microscope2014

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kuwahara, Soichiro Kusunoki, Yoshito Nambo, Koh Saitoh, Xiuguang Jin, Toru Ujihara, Hidefumi Asano, Yoshikazu Takeda, and Nobuo Tanaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 ページ: 193101 1-4

    • DOI

      10.1063/1.4901745

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The photon detection operator and complementarity between an electric detector and a magnetic detector2014

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tanimura
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: T160 ページ: 014039 1-4

    • DOI

      10.1088/0031-8949/2014/T160/014039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-second Time-Resolved Measurement in Spin-Polarized Pulse TEM2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nambo, M. Kuwahara, S. Kusunoki, K. Sameshima, K. Saitoh, T. Ujihara, H. Asano, Y. Takeda, N. Tanaka
    • 雑誌名

      AMTC Letters

      巻: 4 ページ: 256

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial and temporal coherence in spin-polarized transmission electron microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      M, Kuwahara, S. Kusunoki, Y. Nambo, K. Sameshima, K. Saitoh, T. Ujihara, H. Asano, Y. Takeda, N. Tanaka
    • 雑誌名

      AMTC Letters

      巻: 4 ページ: 262

    • 査読あり
  • [学会発表] 多自由度系のウィグナー関数とホップ写像:応用例として偏光のストークス変数に対する擬確率分布2015

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾、渡辺圭亮
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 回折顕微法による電子らせん波の位相回復および磁場イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      南部裕紀, 齋藤晃, 田中信夫, 内田正哉
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 角度と軌道角運動量の不確定性関係とその一般化2014

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾
    • 学会等名
      量子系の統計的推測とその幾何学的構造
    • 発表場所
      数理解析研究所
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
  • [学会発表] Uncertainty relation between angle and orbital angular momentum: interference effect in electron vortex beams2014

    • 著者名/発表者名
      Shogo Tanimura
    • 学会等名
      Wave Dynamics in Low-dimensional Branched Structures
    • 発表場所
      Tashkent, Uzbekistan
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-24
  • [学会発表] 角度・軌道角運動量の不確定性関係とらせん電子波干渉2014

    • 著者名/発表者名
      谷村省吾、渡辺圭亮
    • 学会等名
      第30回量子情報技術研究会 (QIT30)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 電子ボルテックスビームの生成および伝播2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤晃、長谷川裕也、平川和馬、田中信夫、内田正哉
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第70回学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-13
    • 招待講演
  • [図書] 量子の逆説2014

    • 著者名/発表者名
      細谷暁夫(編著)、谷村省吾(著)
    • 総ページ数
      144
    • 出版者
      日経サイエンス社

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公開日: 2016-05-27  

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