Josephson effects in one-dimensional supersolids

一次元超固体中のジョセフソン効果

國見 昌哉*; 永井 佑紀   ; 加藤 雄介*

Kunimi, Masaya*; Nagai, Yuki; Kato, Yusuke*

固体であるにもかかわらず抵抗なく流れるという超固体状態が実験的に発見されたと言われている。しかし、何をもって超固体の超固体性を測るかが、まだはっきりとしていない。そこで、われわれは、障害物を置いたときに固体が流れるかどうかを調べ、確かに流れることを示した。具体的には、一次元有限距離二体相互作用のあるグロス・ピタエフスキー方程式を用いて、固体相において障害物を通り抜ける超流動が可能であることを示した。われわれが見つけたものは超伝導体におけるジョセフソン効果に対応する。われわれの結果は、超固体中でのジョセフソン効果を初めて示したものである。また、この系での電流と位相に関する「ジョセフソン関係」を見いだした。また、相互作用と流れの強さを縦軸と横軸としたときの相図を描いた。

We demonstrate that superflow past an obstacle is possible in a solid phase in the one-dimensional Gross-Pitaevskii equation with a finite-range two-body interaction. The phenomenon we find is analogous to the DC Josephson effect in superconductors. We show the phase diagram in the plane of the current and the interaction strength.