2023 Fiscal Year Annual Research Report
Search of topological phenomena in correlated open quantum systems based on quantum entanglement
Publicly Offered Research
| Project Area | The Natural Laws of Extreme Universe--A New Paradigm for Spacetime and Matter from Quantum Information |
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| Project/Area Number |
22H05247
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 恒也 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50733078)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Keywords | 開放多体系 / トポロジカル物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の成果は以下の通りである。(i) 強相関開放量子系での非エルミート表皮効果とダイナミクス (ii)相互作用誘起のリウビリアン表皮効果の提案
(i)の「強相関開放量子系での非エルミート表皮効果とダイナミクス」では開放系に特有の現象である非エルミート表皮効果を強相関系において解析した。相互作用が強い領域では電荷自由度が凍結したモット絶縁相という強相関効果が本質的に効いた量子相が発現する。本研究では開放系において、強相関効果に起因した非エルミートモット表皮効果という新しい現象を提案した[T. Yoshida et al., arXiv(2023)]。さらに非平衡ダイナミクスを解析し、モット表皮効果により試料端でスピンの動的な蓄積が見られることを明らかにした。
(ii)の「相互作用誘起のリウビリアン表皮効果の提案」では、強相関開放系で見られる二体ロスが系にトポロジカルに非自明な構造を与え、リウビリアン表皮効果を誘起し得ることを明らかにした。また、このリウビリアン表皮効果により、試料端における電荷の動的な蓄積が見られることを数値的に実証した[S. Hamanaka et al., PRB (2023)]。
上記の課題に加え、メタマテリアルにおけるトポロジカル物性とバルク境界対応も解析した。トポロジカル物性はこれまで線形方程式で記述される系の解析が中心であったが、光メタマテリアルのうちのいくつかは、固有値が非線形になった非線形固有値問題で記述される。本研究ではそのような系をターゲットにバルク境界対応の拡張を行った[T. Isobe et al., PRL (2024)]。さらに、光メタマテリアルのトポロジカルバンド構造に関して、招待論文を上梓した。
以上のように計画当初想定していた結果に加えて成果をあげることができた。このことから、当初の想定以上に進展したと考えている。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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