Haldane phase of ultra cold atom gas loaded on pseudo-one-dimensional optical lattice

擬一次元光学格子中の冷却原子気体におけるハルデーン相

小林 恵太 ; 奥村 雅彦   ; 太田 幸宏*; 山田 進  ; 町田 昌彦  

Kobayashi, Keita; Okumura, Masahiko; Ota, Yukihiro*; Yamada, Susumu; Machida, Masahiko

本発表では、科学技術振興機構(CREST)の受託研究課題「超伝導新奇応用のためのマルチスケール・マルチフィジックスシミュレーション基盤の構築」に従い実施した超伝導メゾスケールのシミュレーションに関する研究成果を発表する。得られた成果は、光学格子中に閉じ込められた中性原子フェルミオン気体において、縮退した多軌道を利用することでハルデーン量子相を実現できるとするアイデアである。中性原子気体では、ハルデーン相のような特殊な量子相の実現が重要なトピックスとなっており、発表では、その実現のためのアイデアと実現可能性を議論することで、実験による実現とその確認の重要性を指摘する。なお、提案するアイデアについては、具体的に縮退多軌道(p-軌道)の自由度を利用することで、系にスピンギャップ(ハルデーン量子相出現の証左)が現れることを、密度行列繰り込み群を用いた数値計算により、確認している。この成果は、鉄系超伝導など多軌道が関与する高温超伝導等の理解を目標とした研究の一環ではあるが、さまざまな物質で普遍的な問題である多軌道強相関物性に対する知見の獲得とも位置付けられ、今後の発展が期待される。なお、本成果は科学技術振興機構(CREST)受託研究の研究成果である一方、原子力材料のマルチスケールシミュレーションの技術開発にも資する成果でもある。

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