| 研究課題/領域番号 |
26870500
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
竹内 宏光 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (10587760)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 超流動 / 超低温物理 / ボース･アインシュタイン凝縮 / 量子流体 / 相転移動力学 |
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| 研究実績の概要 |
以下の研究成果１は研究実施計画の課題【２】と【４】に，２と３は課題【３】に対応する．
１．超流動ヘリウム３Ｂ相における界面の対消滅過程と射影された自発的対称性の破れの理論的解明・・・超流動ヘリウム３Ｂ相において双極子相互作用が支配的な場合に，超流体中における界面の対消滅過程で起こりえる位相欠陥の種類，および，生成機構を理論的に明らかにした．この現象を対消滅面に平行な２次元空間に射影させると，ドメイン壁と点渦が自発的対称性の破れによって形成されたものと見なすことができる．先行研究との類推から，これらの位相欠陥形成後のダイナミクスは，２次元空間における秩序化動力学に従う事が予想される．この考察に基づいて，位相欠陥密度が特徴的なスケーリング則に従うことを理論的に予言した．この理論的解析手法は，超流体だけでなく，連続的な対称性が自発的に破れた系ならば普遍的に適用することができる．
２．２成分超流体の相分離過程におけるパーコレーションの理論的解明・・・２成分ボース・アインシュタイン凝縮の相分離過程に，パーコレーション理論を適用し，動的なパターン形成の統計的な側面を明らかにした．この系が動的スケーリング則と有限サイズスケーリングが同時に適用できる系である事を数値実験により見出し，これにより，相転移ダイナミクスにおける時間発展後期の統計的な振る舞いを予言できることがわかった．
３．擬一次元系におけるラビ結合した対向超流動の解と安定性の理論的解明・・・２成分ボース・アインシュタイン凝縮（ＢＥＣ）の対向超流動状態に，成分間のコヒーレント結合効果を生むラビ結合を作用させたとき，２成分の全密度と相対位相による特徴的なソリトン構造が実現することを理論的に明らかにした．このようなソリトン構造はこの系で未だ確認されておらず，今後の理論・実験的発展が期待される．
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| 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
研究実施計画の課題【２】と【４】に対応する上記研究成果１は，当初の計画では２年目以降から実施を開始する予定であったが，想定よりも理論的理解に進展があったため予定を変更して１年目に実施した．そのため，当初１年目に実施予定であった課題【１】（多成分冷却原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体中の射影低次元空間における秩序化過程の動力学と実験的検証）を，２年目以降に実施することとした．それにともない，【１】に関する計画が【２】と【４】により置き換わった形となった．
また，並行して遂行していた課題【３】に関しても，想定よりも理論的理解に進展があった．そのため，当初の予定を繰り上げて成果報告を実施している．
総じて，それぞれの課題は，当該分野に関連する国際会議と国内会議ですでに発表済みである．成果２と３に関しては，学術論文の執筆は既に完了しており，現在査読審査中である．理論的理解には飛躍的進展があったものの，当初予定していたエフォートが１年目の後半に確保できなかったために，学術論文としての成果報告が遅れぎみである．
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| 今後の研究の推進方策 |
課題【２】と【４】に関しては１年目の成果を更に発展させるべく継続的に研究を遂行する．それにともない，当初１年目に実施するはずであった課題【１】の実施計画をずらし，２年目の後半から開始することとする．
課題【３】で得られた成果２および３は，どちらも今後発展性のあるせいかであるため，それぞれ並行して独立に研究を発展させる予定である．
２年目の前半は課題【２】と【４】に関しては成果報告（論文執筆）に重点をおき，課題【３】に関しては新たな解析を開始する．エフォートを確保しにくい後半は計算時間を要する大規模数値実験などを実施することで，研究遂行の効率化を図る．
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| 備考 |
（１）は研究者が所属する研究室のホームページ．
（２）は研究者個人のホームページ
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