2015 Fiscal Year Research-status Report
ゲージ場が創成する冷却原子気体の量子ダイナミクスの解明
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26400371
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| Research Institution | Kinki 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) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 冷却原子 / ボースアインシュタイン凝縮 / 量子シミュレーション / 超流動 / 量子渦 / 光格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は研究計画の中にある弱相関ボソン系に人工ゲージ場がある状況で実現するボースアインシュタイン凝縮体(BEC)を想定し、その凝縮体中を運動する量子渦のダイナミクスを理論的に調べた。
人工ゲージ場としてはNISTの実験グループで実現しているスピン軌道相互作用型のゲージ場を想定した。同様の系の解析として先行研究では変分関数を用いて渦の運動方程式が導出されているが、この変分関数が適応できる場合は非常に限られているため、さらなる実験を促進するためにより幅広いパラメータ領域を想定して、渦のダイナミクスを数値的に調べた。スピン軌道相互作用が存在するときに実現する３つの特徴的な凝縮相において渦のダイナミクスは定性的に顕著な違いを示すことを明らかにした。
また、ゲージ場がない状況の2成分BECにおいて、2つの半整数量子渦の運動の非自明な運動を数値シミュレーションにより調べた。渦点モデルを用いた解析結果では数値計算を説明することができず、半整数量子渦がもつと思われる渦の慣性質量が重要な役割を演じることを明らかにした。
また、昨年度から続いている格子ゲージ理論の量子シミュレーションに関する研究も発展があり、昨年度は２次元系を想定していたが、それらを１次元および３次元系に拡張して解析を行った。１次元系はそのシミュレーターの実現は２次元に比べて容易であり、実現するモデルの相構造もモンテカルロ計算により詳細に議論することができる。一方、３次元系は体心正方格子構造をもつ光格子を用いることで実現することができると考えられる。
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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
昨年度はやや遅れているという達成度であったが、今年度は近畿大学の在外研究制度により１年間をほぼ研究業務に専念して時間を費やすことができたため、予定していた研究をいくつか収束させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、研究実績の概要で述べた格子ゲージ理論の研究について論文を執筆している段階である。また、在外研究中に得た光格子中の極性分子の非平衡ダイナミクスに関する研究に関しても、異常分散やMany-body localizationなどの現象に関連する興味深い結果が得られており、これらを論文にまとめるのがまずやるべきことである。
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| Causes of Carryover |
平成27年4月から平成28年3月まで、近畿大学の在外研究制度でドイツに渡航しており、日本からの国際学会出張に伴う旅費が必要なくなったことが理由として挙げられる。また在外研究中は大学からある程度の研究費も支給されるために、科研費を使用する頻度が減少したことも挙げられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
通常、国際会議の参加は年間通じて1回程度であるが、それを2回にして、研究成果をより広範囲に発表する。
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