2020 Fiscal Year Research-status Report
Nonequilibrium dynamics of cold atoms with long-range interaction in optical lattices
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18K03472
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
笠松 健一 近畿大学, 理工学部, 准教授 (70413763)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 冷却原子 / ボースアインシュタイン凝縮 / 光格子 / 長距離相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
冷却原子気体が示す物性、とくに光格子系における非平衡ダイナミクスの解明に焦点を当てて、理論研究を進めている。今年度は以下の結果を得た。
・光格子中のボース気体におけるダークソリトンのダイナミクスを切断Wigner近似法を用いた準古典的解析により、量子効果を取り入れたソリトンの動的不安定化のダイナミクスを考察し、古典的運動と量子的運動のクロスオーバーが起こることを明らかにした。また、実際の実験を考慮し、調和ポテンシャル中でのソリトンの運動を調べ、同様のクロスオーバーが起こることを確認した。
・光格子中の冷却原子気体の振る舞いを記述できるBose-Hubbard Modelを用いて、Mott絶縁相から超流動相への急激な相変化の非平衡ダイナミクスの理論的解析を行った。実際の実験を想定し、系に調和振動子ドラップポテンシャルを導入することで、非一様系におけるKibble-Zurek Mechanism 機構を考察し、超流動-Mott絶縁体転移を与える相図のMott-lobe構造により、一様系と非一様系での相転移の起こり方に違いがあることを指摘した。
・2成分ボースアインシュタイン凝縮体に振動物体によって生成された量子乱流のダイナミクスとその統計則に関して、大規模数値計算により解析した。異成分間相互作用の効果と同成分相互作用が2成分で非対称な場合、生成した乱流は急速に減衰してしまうことを明らかにした。また、1成分の2次元ボース凝縮体で観測された量子渦乱流のクラスター 形成も異成分間相互作用により阻害されることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の中心的テーマである長距離相互作用をもつ極性分子気体における非平衡ダイナミクスにおいては昨年度に論文発表を行い、今年度は新たな問題に取り組むことができたので、研究課題は順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
最後の年度においては、今年度に研究に取組はじめた、長距離相互作用をもつ非線型シュレディンガー系における平衡統計力学の研究を達成させ、論文発表を行いたい。長距離相互作用がない場合に見出された異常な熱力学状態が、長距離相互作用によりどのような影響を受けるかに焦点をあてて調べる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスによる社会活動自粛の影響で出張が不可となり、計上していた旅費の予定額を執行することができなかった。次年度も同様の社会的状況が継続すると予想され、研究集会に参加することが困難である状況であるた め、研究費は追加の計算機サーバーを購入することに充当し、さらなる計算力を増強することを計画している。
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