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Twisting an optomechanical cavity

大上 能悟*; 松尾 衛

Physical Review A, 106(4), p.L041501_1 - L041501_7, 2022/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:52.39(Optics)

Mechanical rotation and oscillation have far lower frequencies than light does; thus they are not coupled to each other conventionally. In this Letter, we show that the torsional mechanical oscillation of an optical cavity can be coupled to the optical modes by introducing birefringence, which produces nondegenerate modes in the cavity: ordinary and extraordinary rays. Twisting the cavity mixes them and modulates the electromagnetic energy. We find the torsional optomechanical Hamiltonian by quantizing the total energy and reveal that the torsional oscillation can be resonantly driven by light.


Multiparticle tunneling transport at strongly correlated interfaces

田島 裕之*; 大上 能悟*; 松尾 衛

Physical Review A, 106(3), p.033310_1 - 033310_8, 2022/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Optics)

We elucidate the multiparticle transport of pair tunneling and spin tunneling in strongly correlated interfaces. Not only usual single-particle tunneling but also interaction-induced multiparticle tunneling processes naturally arise from a conventional microscopic model without any empirical parameters, through the overlap of the many-body wave functions around the interface. We demonstrate how anomalous tunneling currents occur in a strongly interacting system due to the pair-tunneling process which we derived microscopically. Our formulation is useful for junction systems in various disciplines, including atomtronics, spintronics, and nuclear reactions.


Valley transport driven by dynamic lattice distortion

大湊 友也*; 大上 能悟*; 松尾 衛

Physical Review B, 105(19), p.195409_1 - 195409_9, 2022/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)

Angular momentum conversion between mechanical rotation and the valley degree of freedom in 2D Dirac materials is investigated theoretically. Coupling between the valley and vorticity of dynamic lattice distortions is derived by applying the $$kcdot p$$ method to 2D Dirac materials with an inertial effect. Lattice strain effects are also incorporated. Valley transfer and valley-dependent carrier localization are predicted using the dynamic lattice distortions. The transport properties are found to be controllable, allowing the system to be insulating and to generate pulsed charge current. Our formalism offers a route toward mechanical manipulation of valley dynamics in 2D Dirac materials.


Motion-induced spin transfer

大上 能悟*; 松尾 衛

Physical Review B, 105(2), p.L020302_1 - L020302_5, 2022/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:44.44(Materials Science, Multidisciplinary)

We propose a spin transport induced by inertial motion. Our system is composed of two host media and a narrow vacuum gap in between. One of the hosts is sliding at a constant speed relative to the other. This mechanical motion causes the Doppler effect, which shifts the density of states and the nonequilibrium distribution function in the moving medium. Those shifts induce the difference in the distribution function between the two media, and they result in tunneling spin current. The spin current is calculated from the Schwinger-Keldysh formalism with a spin tunneling Hamiltonian. This scheme does not require temperature difference, voltage, or chemical potential.


Effects of surface plasmons on spin currents in a thin film system

大上 能悟*; 松尾 衛

New Journal of Physics (Internet), 22(3), p.033040_1 - 033040_7, 2020/03

 被引用回数:9 パーセンタイル:69.03(Physics, Multidisciplinary)

We propose and analyze surface-plasmon-driven electron spin currents in a thin metallic film. The electron gas in the metal follows the transversely rotating electric fields of the surface plasmons (SPs), which leads to a static magnetization gradient. We consider herein SPs in a thin-film insulator-metal-insulator structure and solve the spin diffusion equation in the presence of a magnetization gradient. The results reveal that the SPs at the metal interfaces generate spin currents in the metallic film. For thinner film, the SPs become strongly hybridized, which increases the magnetization gradient and enhances the spin current. We also discuss how the spin current depends on SP wavelength and the spin-diffusion length of the metal. The polarization of the spin current can be controlled by tuning the wavelength of the SPs and/or the spin diffusion length.



飛田 健次; 西尾 敏*; 榎枝 幹男; 中村 博文; 林 巧; 朝倉 伸幸; 宇藤 裕康; 谷川 博康; 西谷 健夫; 礒野 高明; et al.

JAEA-Research 2010-019, 194 Pages, 2010/08


発電実証だけでなく、最終的には経済性までを一段階で見通しうる核融合原型炉SlimCSの概念設計の成果を報告する。核融合の開発では、これまで、1990年に提案されたSSTR(Steady State Tokamak Reactor)が標準的な原型炉概念とされてきたが、本研究はSSTRより軽量化を図るため小規模な中心ソレノイドを採用して炉全体の小型化と低アスペクト比化を図り、高ベータ及び高楕円度(グリーンワルド密度限界を高めうる)を持つ炉心プラズマにより高出力密度を目指した。主要パラメータは、プラズマ主半径5.5m,アスペクト比2.6,楕円度2.0,規格化ベータ値4.3,核融合出力2.95GW,平均中性子壁負荷3MW/m$$^{2}$$とした。この炉概念の技術的成立性を、プラズマ物理,炉構造,ブランケット,超伝導コイル,保守及び建屋の観点から検討した。


Compact DEMO, SlimCS; Design progress and issues

飛田 健次; 西尾 敏; 榎枝 幹男; 川島 寿人; 栗田 源一; 谷川 博康; 中村 博文; 本多 充; 斎藤 愛*; 佐藤 聡; et al.

Nuclear Fusion, 49(7), p.075029_1 - 075029_10, 2009/07

 被引用回数:134 パーセンタイル:97.88(Physics, Fluids & Plasmas)



An Experimental validation of the guideline for inelastic design analysis through structural model tests

渡辺 大剛*; 中馬 康晴*; 大谷 知未*; 柴本 宏*; 井上 和彦*; 笠原 直人

Nuclear Engineering and Design, 238(2), p.389 - 398, 2008/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:36(Nuclear Science & Technology)



SlimCS; Compact low aspect ratio DEMO reactor with reduced-size central solenoid

飛田 健次; 西尾 敏; 佐藤 正泰; 櫻井 真治; 林 孝夫; 芝間 祐介; 礒野 高明; 榎枝 幹男; 中村 博文; 佐藤 聡; et al.

Nuclear Fusion, 47(8), p.892 - 899, 2007/08

 被引用回数:55 パーセンタイル:86.6(Physics, Fluids & Plasmas)



Concept of compact low aspect ratio Demo reactor, SlimCS

飛田 健次; 西尾 敏; 佐藤 正泰; 櫻井 真治; 林 孝夫; 芝間 祐介; 礒野 高明; 榎枝 幹男; 中村 博文; 佐藤 聡; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2006/10

コンパクトな原型炉を実現するための新概念を提案する。原型炉で見通しうる保守的な設計パラメータでありながら、経済的実用炉の設計例ARIES-RS, CRESTと同規模にコンパクトな原型炉が実現できる可能性を示した。本研究で提案する炉SlimCSは、主半径5.5m、アスペクト比2.6、最大磁場16.4T、核融合出力2.95GWの原型炉であり、規格ベータ値2、規格化密度0.4のときにゼロ電気出力、規格ベータ値4.3,規格化密度1.1の定格運転では1GW程度の正味電気出力を発生する。この概念の特徴は、小規模な中心ソレノイド(CS)を設置することによって形状制御等の炉心プラズマにかかわる技術的困難を回避しつつ、トロイダル磁場コイルをできる限り中心軸に近づけて設置し、プラズマを低アスペクト比化したことである。これによりトロイダル磁場コイルの蓄積エネルギーが大幅に減少し、トロイダル磁場コイルの物量、ひいては炉本体の建設コストの削減に寄与しうる。また、低アスペクト比のため高楕円度及び高ベータ限界が期待され、このようなコンパクトな原型炉が構想可能になる。


Design study of fusion DEMO plant at JAERI

飛田 健次; 西尾 敏; 榎枝 幹男; 佐藤 正泰; 礒野 高明; 櫻井 真治; 中村 博文; 佐藤 聡; 鈴木 哲; 安堂 正己; et al.

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1151 - 1158, 2006/02

 被引用回数:116 パーセンタイル:99(Nuclear Science & Technology)



Measurement of thermal ratcheting strain on the structures by the laser speckle method

渡辺 大剛*; 中馬 康晴*; 大谷 知未*; 柴本 宏; 井上 和彦*; 笠原 直人

Proceedings of 2006 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2006)/International Council on Pressure Vessel Technology (ICPVT-11) (CD-ROM), 7 Pages, 2006/00



実用高速炉構造設計基準のための技術開発,15; 構造モデル試験による非弾性設計解析ガイドラインの検証

渡辺 大剛*; 中馬 康晴*; 大谷 知未*; 柴本 宏; 井上 和彦*; 笠原 直人

no journal, , 


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