2009 Fiscal Year Annual Research Report
フラストレーションを持つ光格子中のボース原子気体の新奇量子相の解明
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21740267
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
笠松 健一 Kinki University, 理工学部, 講師 (70413763)
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| Keywords | ボースアインシュタイン凝縮 / 超流動 / 冷却原子 / 量子渦 / 光格子 |
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| Research Abstract |
原子気体Bose-Einstein凝縮体(BEC)における新たな量子相の発見とその動的な現象に関して研究を進めているが、本年度は以下の内容を明らかにした。
1, 相分離した2成分BECの剪断流に対する安定性を調べた。これは古典流体ではKelvin-Helmholtz不安定性として知られる現象と類似のものであるが,BECは粘性をもたない超流動性と渦の循環が量子化されるという特有の性質を持ち,新たな流体現象が期待できる。我々は界面の不安定化により,量子渦の生成を伴った特徴的なパターン形成のダイナミクスを明らかにした。
2, 2成分BECでドメインウォールと渦が結合した複合ソリトンの構造を調べた。2成分BECは場の理論で知られる非線形シグマ模型で記述することができ,複合ソリトンの解析解を求める事ができた。渦とウォールの接合部はモノポールで結ばれており,これはBoojumとして知られる界面に存在する点欠陥であることを示した。また,この複合ソリトンは弦理論で「D-brane」として知られる物体に相当し,実験室で実現するD-braneを提唱した。これにより原子気体と弦理論を結びつける新たな研究の方向性を提唱する事ができた。
3, 有効磁場中の光格子ポテンシャルに閉じ込められたハードコアボソンの基底状態の相図をCP1模型のモンテカルロシミュレーションにより調べた。この模型は各サイトの粒子数の揺らぎを取り入れることができ,以前から解析されているフラストレーションをもつXY模型をより現実的に近づけた模型といえる。
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