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Cs concentrations in coastal sediments off Fukushima鈴木 翔太郎*; 天野 洋典*; 榎本 昌宏*; 松本 陽*; 守岡 良晃*; 佐久間 一幸; 鶴田 忠彦; 帰山 秀樹*; 三浦 輝*; 津旨 大輔*; et al.
Science of the Total Environment, 831, p.154670_1 - 154670_15, 2022/07
被引用回数：2 パーセンタイル：29.93(Environmental Sciences)The monthly monitoring data (total 3647 samples) between May. 2011 and Mar. 2020 were analyzed to describe temporal variability of Cs concentration in coastal sediments off Fukushima. Cs concentration of sediment had decreasing trend, but non-linear model fitting suggested that this decreasing trend showed slower. Additionally, Cs concentration were up to 4.08 times greater in shallow sampling sites (7, 10, 20 m depth) following heavy rainfall events (before five months vs. after five months), such as typhoons. These were consistent with increasing particulate Cs (P-Cs) fluxes from river and increasing dissolved Cs (D-Cs) concentration in seawater. Finally, the numerical experiment was conducted and revealed that riverine Cs input could preserve Cs concentration in coastal sediment. These results indicate that riverine Cs input via heavy rainfall events is one of the main factors for preserving Cs concentration in coastal sediment off Fukushima.
松本 秀樹*; 小山 富男*; 町田 昌彦; 太田 幸宏*; 山田 進
Physica C, 491, p.40 - 43, 2013/08
被引用回数：2 パーセンタイル：10.3(Physics, Applied)高温超伝導体は、超伝導という優れた機能を有する材料であるが、結晶構造が持つ大きな異方性によりテラヘルツ波の発振源としての性質を持つことが実験的に示されている。本研究では、その発振が磁場下かでさらに増幅されうるか、あるいは、減ぜられるかについて数値シミュレーションの結果を報告し、発振と磁場との関係を明らかにする。なお、超伝導体からTHz発振という現象自体が極めてユニークである一方、理論的には極めてエネルギー密度の高い電磁波を発振できるとの予測があり、原子力分野をはじめとして、さまざまな応用が期待できる。
小山 富男*; 松本 秀樹*; 太田 幸宏*; 町田 昌彦
Physica C, 491, p.20 - 23, 2013/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)超伝導は極めて有用な機能材料であり、デバイスとしての応用についても盛んに研究が行われている。本研究では、銅酸化物高温超伝導体の結晶構造の層状性を利用したテラヘルツ電磁波発振デバイスを取り上げ、発振強度の誘電体カバーによる増幅についてのシミュレーション結果を報告する。シミュレーションにより得られた成果は、誘電体カバーを取り付けると、高温超伝導体内部の発振と接続し、共振可能となるため発振強度が増幅されるというアイデアのシミュレーションによるデモンストレーションであり、カバーなしの場合より遥かに高強度の発振が得られる。
町田 昌彦; 太田 幸宏*; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Journal of Physics; Conference Series, 393, p.012013_1 - 012013_8, 2012/09
被引用回数：1 パーセンタイル：43.52(Physics, Multidisciplinary)高温超伝導体の産業応用としてジョセフソン接合を利用したテラヘルツ帯の電磁波レーザー発振が提案されている。本発表では、このテラヘルツの電磁波発振についてこれまでの理論的研究や数値的研究をレビューし、今後の動向について講演を行う。講演では、まず、テラヘルツ帯の電磁波がさまざまな科学技術分野で必要とされておりその発振源の開発がいかに重要であるかについて議論し、高温超伝導体を利用したテラヘルツ発振研究の歴史(特に理論や数値シミュレーション研究)をレビューし、何が判明した一方、何が課題として残されているかを明らかにする。その課題提起を受け、講演者らの研究開発の取り組みを手短に紹介し、今後の理論そして分野全体の動向についてコメントする。
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physica C, 470(Suppl.1), p.S882 - S883, 2010/12
被引用回数：1 パーセンタイル：6.48(Physics, Applied)1ギャップ及び2ギャップ超伝導体間で構成されたヘテロ型ジョセフソン接合の理論を構築する。本研究により、集団励起モードに関して同相運動に対応するジョセフソン・プラズマモードの存在、及び逆相運動に対応するジョセフソン・レゲットモードの存在が明らかになる。特に、
波対称性により、ジョセフソン・プラズマモードの振動数は劇的に低下する。さらに、ジョセフソン渦解を数値的に求め、波対称性に起因して、その磁場分布が異常に拡大することを示す。
町田 昌彦; 太田 幸宏; 佐々 成正; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Journal of Physics; Conference Series, 248, p.012037_1 - 012037_8, 2010/11
被引用回数：9 パーセンタイル：90.88(Nanoscience & Nanotechnology)本発表では、異方性の高い高温超伝導体単結晶から発振されるテラヘルツ波発振についての理論的研究成果を発表する。発表では、まず、研究の背景、特に、実験から最近の理論的発展までの概略をレビューし、テラヘルツ波光源の重要性についても言及する。その後、当該研究グループでの理論及び数値シミュレーションによる成果を示し、最後にシミュレーションによる3次元アニメーション結果を報告する。
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physica C, 470(20), p.1137 - 1140, 2010/11
被引用回数：1 パーセンタイル：6.48(Physics, Applied)複数のトンネル径路を有するジョセフソン接合の理論を構築する。本論文では、以下の2ケースを扱う。すなわち、超伝導(2ギャップ)-絶縁体-超伝導(1ギャップ)ヘテロ型ジョセフソン接合、及び2個の2ギャップ超伝導体からなる粒間ジョセフソン接合である。われわれは
s波対称性によりジョセフソン渦の磁場分布が符号反転なしのs波対称性の場合に比べて異常に拡大することを示す。さまざまな異常ジョセフソン渦解を求め、その拡大率に関する評価方法を提案する。
太田 幸宏; 中井 宣之; 中村 博樹; 町田 昌彦; 猪谷 大介*; 大橋 洋士*; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physical Review B, 81(21), p.214511_1 - 214511_6, 2010/06
被引用回数：32 パーセンタイル：75.43(Materials Science, Multidisciplinary)多重トンネル径路を有するSISジョセフソン接合に適用できるようAmbegaokar-Baratoff関係式を拡張した。この結果を鉄系超伝導体(5バンド超伝導体)と通常のBCS超伝導体(1バンド超伝導体)からなるヘテロジョセフソン接合に適用することで、
が理論的な上限値に評価される。われわれは、こうした上限値が鉄系超伝導体のペア対称性を同定するうえで有用であることを明らかにした。すなわち、測定されたがこの上限値より小さければ、鉄系超伝導体は対称性と結論づけることができる。
-wave superconductivity太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physical Review B, 81(1), p.014502_1 - 014502_5, 2010/01
被引用回数：18 パーセンタイル：60.23(Materials Science, Multidisciplinary)多ギャップ超伝導体に起因する多重トンネルチャネル有するジョセフソン接合について、そのジョセフソン渦構造を調べる。まず、ヘテロ型接合及び粒間接合に着目し、各々について結合サイン-ゴルドン方程式を導出する。その解に基づき、通常の波対称性の場合に比べて波の場合ではジョセフソン渦の広がりが劇的に拡大することを示す。これは波対称性の場合、複数あるジョセフソン電流間での相殺が発生するためである。こうした異常拡大したジョセフソン渦構造を提示し、その広がりの評価について調べる。
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physical Review Letters, 102(23), p.237003_1 - 237003_4, 2009/06
被引用回数：61 パーセンタイル：88.93(Physics, Multidisciplinary)汎関数積分法に基づき、1ギャップ及び2ギャップ超伝導体間で構成されたヘテロ型SISジョセフソン接合に対する理論を構築する。構築された理論より、超伝導位相に関して同相型及び逆相型の集団励起モードの存在が示される。前者はジョセフソンプラズマ振動モードに対応し、その振動数は波ペア対称性のため劇的に減少する。一方、後者はバルク超伝導体におけるレゲットモードに対応する。われわれはまた、この接合の臨界電流やフラウンホーファー回折パターンが、2ギャップ超伝導体におけるペア対称性のタイプに強く依存することを明らかにする。
-leg repulsive Hubbard ladders町田 昌彦; 奥村 雅彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 22(3), p.275 - 279, 2009/04
被引用回数：1 パーセンタイル：6.09(Physics, Applied)現在、原子物理学の最先端実験技術を用いて、原子のガスをレーザー冷却し、それをさらに、相互干渉するレーザー定在波中(光学格子)におくことで固体中の電子の振る舞いと同じ状況を構成することができる。つまり、原子ガスとレーザーを適当に制御することで、固体中の電子構造が研究できる。最近、この特徴を生かして、光学格子上で観測されるであろうさまざまな物性を予測し、それにより固体中の電子構造における難問を解決しようとする気運が高まっている。この発表では、この気運を背景に固体物理の最大の難問である、強く反発力で相互作用しあうハバードモデルにおいてホールをドープした場合のホールのパターン形成をシミュレーションした結果を示し、これらが原子ガスの技術で観測可能である一方、そのモデルが記述する高温超伝導体のストライプ形成との密接な関係を議論し、原子ガス研究が高温超伝導機構の解明やアクチナイド化合物の性質理解に大いに貢献できることを明示する。
山田 進; 奥村 雅彦; 町田 昌彦; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physica C, 468(15-20), p.1237 - 1240, 2008/09
被引用回数：1 パーセンタイル：6.32(Physics, Applied)高温超伝導体の渦糸芯構造を調査するため、密度行列繰り込み群法を利用し、調和ポテンシャルのある1次元ハバードモデルのシミュレーションを原子力機構が所有する並列計算機Altix3700Bx2を用いて実施した。その結果、モット状態が中心に出現し、その周りに金属状態が現れることを見つけた。さらに、アップスピンとダウンスピンの数が異なるとき、モット状態のところに長周期で変化する反強磁性が現れることを見いだした。
町田 昌彦; 山田 進; 奥村 雅彦; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physical Review A, 77(5), p.053614_1 - 053614_8, 2008/05
被引用回数：14 パーセンタイル：56.53(Optics)現在、原子ガスの分野ではスピン量子数の異なる粒子の数を均等ではなくアンバランスを与えかつその不均衡度合いを制御して量子状態を調べることがトレンドの1つとなっている。これは、その不均衡の制御により、クゥオーク,原子核,中性子星,固体電子などさまざまな物理系で見られる普遍的でかつ未解明な現象が実験室にて簡単に調べられるためである。本発表論文では、このトレンドに対し、光学格子を作り、その中に原子ガスを閉じ込めた時の量子状態について数値計算結果とその理論的解釈を与え、観測可能な実験条件やその特異な結果を予測した。なお、この研究により得られた成果は、物理の普遍的な現象を扱っているため、さまざまな分野に共通する問題に対して解答を与える素地となる結果であり、今後は適用例を考察していく。
松本 秀樹*; 小山 富男*; 町田 昌彦
Physica C, 468(7-10), p.654 - 659, 2008/04
被引用回数：17 パーセンタイル：58.3(Physics, Applied)高温超伝導体の最新のトピクッスの一つである固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ波放射について論じる。電磁波の数値計算手法を用いて、単一ジョセフソン接合から多層積層系まで、系統的にシミュレーションし、電磁波の励起ダイナミクスを明らかにする。励起ダイナミクスとしては、定在波の励起とジョセフソン磁束と反磁束ペアの形成がどう関与するかについて示す。
山田 進; 町田 昌彦; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physica C, 463-465, p.103 - 106, 2007/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)高温超伝導体は、超伝導の強さを特徴づける超伝導ギャップの大きさが空間的に非一様に変化していることが複数の実験から示され、本質的に非一様な超伝導状態が実現している可能性が指摘されている。その一方、フェルミ原子ガスでは、相互作用が制御できるうえ、二つの対向するレーザーにより周期ポテンシャルが実現できることから、高温超伝導体と同じ状態を実験できる特徴を持っている。そこで、本研究では、著者らが開発したフェルミ原子ガスのシミュレーションプログラムを利用し、非一様性を持つ超伝導(超流動)がなぜ現れるのかを明らかにすることを目標とした。本プログラムを用いた系統的なシミュレーションの結果から、強い引力とそして、わずかな並進対称性の破れから、超伝導(超流動)を引き起こすクーパーペア間に強い相関が働き、非一様性が生じ、超伝導(超流動)と共存することを初めて見いだした。また、その非一様性の起源がクーパーペア間の相関効果であることが理解できた。これは、格子上で強い引力を及ぼし合うフェルミ粒子系に普遍的な振る舞いであり、今後、さまざまな系で発見されるか、再確認される可能性があると考えられる。
山田 進; 今村 俊幸*; 叶野 琢磨; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*; 町田 昌彦
Journal of the Earth Simulator, 7, p.23 - 35, 2007/06
閉じ込めた強相関系の量子状態を探査するため、その系を表現するハバードモデルの物理的性質を利用した地球シミュレータ向きの厳密対角化アルゴリズムを開発した。さらに、厳密対角化に伝統的に用いられてきたランチョス法の代替手法として共役勾配法に基づく固有値計算方法を採用することで、3
5倍の高速化を達成した。これらの研究開発により、系統的なシミュレーションが可能になり、これまで知られていなかった超流動状態の可能性を発見することができた。
町田 昌彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physical Review A, 74(5), p.053621_1 - 053621_6, 2006/11
被引用回数：23 パーセンタイル：68.38(Optics)高温超伝導体は、超伝導の強さを特徴づける超伝導ギャップの大きさが空間的に変化しており、本質的に非一様な超伝導状態が実現している可能性が指摘されている。その一方、フェルミ原子ガスでは、相互作用が制御できるうえ、二つの対向するレーザーにより周期ポテンシャルが実現できることから、高温超伝導体と同じ状態を実験できるといった提案がなされている。そこで、本研究では、この別々の分野における二つのトピックスに同時に回答を与え、非一様性を持つ超伝導(超流動)がなぜ、現れるのかを両者を特徴づける典型的物理モデルを数値シミュレーションし、明らかにすることを目標とした。その結果、系統的なシミュレーションにより、強い引力とそして、並進対称性の破れから、超伝導(超流動)を引き起こすクーパーペア間に強い相関が働き、非一様性が生じ、超伝導(超流動)と共存することがわかり、高温超伝導体で見られる非一様性は、単なる結晶の乱れではなく、本質的な乱れであると結論づけられる。
町田 昌彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physica C, 445-448, p.90 - 93, 2006/10
被引用回数：2 パーセンタイル：12.58(Physics, Applied)現在、原子ガスをレーザー照射により作られた光学格子上にロードし、固体内の電子系を模擬する研究が盛んに行われている。これは、固体の場合、一度、結晶を作成すると、その構造や電子間相互作用等を変化させることは極めて困難であり、物質の性質を系統的に研究することができない一方、光学格子上の原子ガスの場合は、レーザーをチューニングすることで、さまざまな固体環境を容易に作り出すことができるからである。本研究では、この光学格子上の原子ガスをシミュレーションし、中心に閉じ込めポテンシャルをおいた場合に得られる超流動ペアリング(超流動転移するためには、フェルミ粒子系の場合、ペアを形成する必要がある)の可能性を調べた。その結果、閉じ込めポテンシャルにより、粒子が中心に集まり、相互作用を強くすることでフラットな粒子分布を示すが、その際に粒子集団の両端間でペアリングが形成されることがわかった。粒子がペアリングを示す場合の粒子分布には、高温超伝導体が示すストライプ状態と共通の部分があり、上記の結果は高温超伝導のメカニズムと何らかの関係があると考えられる。
町田 昌彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physical Review Letters, 95(21), P. 218902_1, 2005/11
被引用回数：8 パーセンタイル：78.36(Physics, Multidisciplinary)米国物理学会刊行のレター誌には、掲載された論文に対するコメントとそれに対するリプライが掲載される。本発表論文は、以前、掲載された発表者らによる論文「Novel superfluidity in a trapped gas of fermi atoms with repulsive interaction loaded on an optical lattice」(Phys. Rev. Lett. 93, 200402(2004))に対するコメントへの発表者らのリプライ記事に相当しており、上記掲載済み論文の捕捉版といえる内容である。上記掲載済み論文では、フェルミ原子ガスでの新奇超流動の可能性を数値シミュレーションにより示唆したが、今回の捕捉版では、そのメカニズムを明らかにした。
町田 昌彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physical Review Letters, 93(20), p.200402_1 - 200402_4, 2004/11
被引用回数：28 パーセンタイル：74.91(Physics, Multidisciplinary)現在、フェルミ原子ガスの超流動状態が最も興味ある物理対象として多くの研究者の注目を集めている。その一つの理由として相互作用を引力から斥力まで任意にコントロールすることができるため、強い相関を持った多体電子状態を実験的に理解できる可能性があるからである。本研究では、上記の背景の下、強い斥力相互作用により実現できる超流動状態を探索するシミュレーションを行った。その結果、トラップポテンシャルと強い斥力の相乗効果により、空間的に隔絶された粒子同士のスピン交換有効相互作用によって、新しいタイプの超流動状態を見いだすことに成功した。
