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Zhang, T.*; 田島 裕之*; 関野 裕太*; 内野 瞬; Liang, H.*
Communications Physics (Internet), 6, p.86_1 - 86_7, 2023/04
被引用回数：1 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)空間的に一様なラビ結合を介した、2成分フェルミ超流動状態とノーマル状態間のレーザー誘起アンドレフ反射を理論的に提案する。超流動状態とノーマル状態間のトンネル電流をラビ結合の4次まで解析することにより、アンドレーフ電流がゼロ温度で非従来型の非オーミック輸送を示すことを発見した。これは、従来の超伝導体-常伝導体接合とは対照的で、化学ポテンシャルバイアスの値に関わらず、ゼロ離調においてアンドレーエフ電流が唯一の寄与となることが明らかになった。この結果は、アンドレーエフ反射を量子情報鏡として利用することで、ブラックホール情報のパラドックスを解明する道筋を示すものであると考えられる。
関野 裕太*; 田島 裕之*; 内野 瞬
Physical Review Research (Internet), 5(2), p.023058_1 - 023058_12, 2023/04
スピン超流動性を示す混成2成分ボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)のスピン伝導度のスペクトルを調べる。Bogoliubov理論を用いて、有限の交流周波数におけるスピン伝導度、および、スピンDrude weightを特徴づけるregular partを解析的に計算し、ゼロ周波数におけるデルタ関数のピークを求めた。このスペクトルは低周波でべき乗の振る舞いを示し、このBECに特有のギャップレス密度モードとスピンモードを反映していることが示された。また、非混和相と量子液滴相への相転移点では、準粒子分散関係の変化により、べき乗則が修正される。また、スピンDrude weightが有限となり、スピン超流動のためにスピン抵抗がゼロであることが示された。また、スピン伝導度スペクトルを測定することで、Andreev-Bashkinドラッグ密度にアクセスできることが示唆された。
関野 裕太*; 田島 裕之*; 内野 瞬
Physical Review Research (Internet), 4(4), p.043014_1 - 043014_16, 2022/10
凝縮系物理において未だに観測されていないバルクのACのスピン伝導率が冷却原子気体により測定可能となることを示す。また、このスピン伝導率は、量子多体系を特徴づける重要な情報を含んでいることがわかった。冷却原子気体において実現されている、超流動系や朝永・Luttinger液体などで実際にACスピン伝導率を解析し、よく知られたDrude伝導率とは全く異なるスペクトルが得られることを実際に示した。我々の提案したフォーマリズムはスピン軌道相互作用のある系や非平衡系にも適用可能であり、様々な応用が期待される。
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：3 パーセンタイル：23.32(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.
新井 陽介*; 黒田 健太*; 野本 拓也*; Tin, Z. H.*; 櫻木 俊輔*; Bareille, C.*; 明比 俊太朗*; 黒川 輝風*; 木下 雄斗*; Zhang, W.-L.*; et al.
Nature Materials, 21(4), p.410 - 415, 2022/04
被引用回数：7 パーセンタイル：77.62(Chemistry, Physical)Low-energy electronic structures of CeSb which shows multiple phase transitions known as devil's staircase were examined by combination of laser angle-resolved photoemission, Raman and neutron scattering spectroscopies. A new type of electron-boson coupling between the mobile electrons and quadrupole CEF-excitations of the 4f orbitals was found. The coupling is exceedingly strong and exhibits anomalous step-like enhancement during the devil's staircase transition, unveiling a new type of quasiparticle, named multipole polaron.
topological Fermi superfluids田島 裕之*; 関野 裕太*; 内野 瞬
Physical Review B, 105(6), p.064508_1 - 064508_9, 2022/02
被引用回数：4 パーセンタイル：59.24(Materials Science, Multidisciplinary)スピントポロジカル・フェルミ超流動体におけるバルクの光学スピン輸送の性質を調べた。具体的には、冷却原子気体の実験で実現可能なp波相互作用する1次元フェルミ系を考えた。弱結合から強結合領域までの系のトポロジカルな性質を描写するためBCS-Leggett理論を適用し、スピン輸送が多体効果をどのように反映するかを示した。我々は光学スピン伝導率を調べることで、トポロジカル転移を検出できることを見つけ、Majoranaゼロモードの低エネルギー有効モデルの有用性も議論した。
scattering length from 
photoproduction on the proton near the reaction threshold石川 貴嗣*; 藤村 寿子*; 深澤 宏司*; 橋本 亮*; He, Q.*; 本多 佑記*; 保坂 淳; 岩田 高広*; 甲斐田 俊*; 笠木 治郎太*; et al.
Physical Review C, 101(5), p.052201_1 - 052201_6, 2020/05
被引用回数：4 パーセンタイル：45.12(Physics, Nuclear)Photoproduction of the omega meson on the proton has been experimentally studied near the threshold. The total cross sections are determined at incident energies ranging from 1.09 to 1.15 GeV. The 1/2 and 3/2 spin-averaged scattering length 
and effective range 
between the CO meson and proton are estimated from the shape of the total cross section as a function of the incident photon energy: = (-0.97 
+ 
(0.07 
) fm and = (+2.78 
) + (-0.01 
) fm, resulting in a repulsive force. The real and imaginary parts for and are determined separately for the first time. A small 
-wave contribution does not affect the obtained values.
Strasser, P.*; 阿部 充志*; 青木 正治*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; et al.
EPJ Web of Conferences, 198, p.00003_1 - 00003_8, 2019/01
被引用回数：13 パーセンタイル：99.06(Quantum Science & Technology)High precision measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium is a stringent tool for testing bound-state quantum electrodynamics (QED) theory, determining fundamental constants of the muon magnetic moment and mass, and searches for new physics. Muonium is the most suitable system to test QED because both theoretical and experimental values can be precisely determined. Previous measurements were performed decades ago at LAMPF with uncertainties mostly dominated by statistical errors. At the J-PARC Muon Science Facility (MUSE), the MuSEUM collaboration is planning complementary measurements of muonium HFS both at zero and high magnetic field. The new high-intensity muon beam that will soon be available at H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation for high-field measurements, and the latest results at zero field are presented.
上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.
Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11
被引用回数：3 パーセンタイル：86.59(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.
Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.
Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12
被引用回数：7 パーセンタイル：90.97(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.
Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Faenov, A. Y.*; Pikuz, T. A.*; 河内 哲哉; 匂坂 明人; Koga, J. K.; 森 道昭; 川瀬 啓悟*; et al.
RAL-TR-2015-025, P. 22, 2015/00
We provide a description of experiments performed with the J-KAREN and Astra Gemini lasers where we discovered a new regime of relativistic high-order harmonic generation by multi-terawatt femtosecond lasers in gas targets. The results were explained using particle-in-cell simulations and catastrophe theory. Our work paves the way towards a bright coherent X-ray source based on compact lasers and accessible, repetitive, and debris-free gas jet targets. Such a source will be crucial for fundamental research and numerous applications requiring pumping, probing, imaging of microscopic objects and for attosecond science.
Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Gallegos, P.*; Ahmed, H.*; Ragozin, E. N.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T. A.*; 河内 哲哉; 匂坂 明人; et al.
New Journal of Physics (Internet), 16(9), p.093003_1 - 093003_30, 2014/09
被引用回数：30 パーセンタイル：81.06(Physics, Multidisciplinary)We present a detailed description of our discovery of a new regime of high-order harmonic generation, including experimental data, simulations, and description of new harmonic generation mechanism. The harmonics are generated by multi-terawatt relativistic-irradiance (
10
W/cm
) femtosecond (
30-50 fs) lasers focused to gas jet targets. According to our model, the harmonics are produced by sharp, structurally stable, oscillating electron spikes at the joint of boundaries of wake and bow waves excited by the laser pulse.
Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Gallegos, P.*; Ahmed, H.*; Ragozin, E. N.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; 河内 哲哉; 匂坂 明人; et al.
AIP Conference Proceedings 1465, p.167 - 171, 2012/07
被引用回数：1 パーセンタイル：46.45(Physics, Applied)We experimentally demonstrate new regime of high-order harmonic generation by relativistic-irradiance lasers in gas jet targets. Bright harmonics with both the odd and even orders are emitted in the forward direction, while the base harmonic frequency is downshifted. The harmonics are generated by linearly as well as circularly polarized pulses. With the 9 TW laser, the harmonics reach 360 eV, within the "water window" spectral region. Using 120 TW laser producing 40 uJ/sr per harmonic at 120 eV, we demonstrate the photon number scalability. The experimentally demonstrated harmonics cannot be explained by previously known mechanisms. We introduce a novel high-order harmonics generation mechanism, which explains our experimental findings.
Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Gallegos, P.*; Ahmed, H.*; Ragozin, E. N.*; Faenov, A.*; Pikuz, T.; 河内 哲哉; 匂坂 明人; et al.
AIP Conference Proceedings 1465, p.172 - 180, 2012/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.13(Physics, Applied)最近の実験で観測されたテラワットレーザーによるXUV領域の高次高調波の発生のメカニズムに関し、カタストロフィー理論を利用した船首波によるメカニズムを考案し、2DPIC計算と3DPIC計算によりその妥当性を確認した。これにより、この高次高調波生成メカニズムに基づいた、新しいXUV光及びX線源を提案した。
神門 正城; Pirozhkov, A. S.; 中村 龍史; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; 川瀬 啓悟*; Esirkepov, T. Z.; 福田 祐仁; 桐山 博光; 岡田 大; et al.
AIP Conference Proceedings 1465, p.159 - 166, 2012/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.13(Physics, Applied)We report on novel method to generate ultra-short coherent X-rays using a laser-plasma interaction. Nonlinear interaction of intense laser pulses with plasma creates stable, specific structures such as electron cusps. For example wake waves excited in an underdense plasma by the laser become dense and propagate along with the laser pulse (Flying Mirror). The flying mirror can reflect a counter-propagating laser pulse and directly convert it into high-frequency radiation and compress the pulse. We have conducted experimental results using 9 TW laser with a He gas target. We observed 10
photons in the extreme ultra-violet region (12.8-22.0 nm).
大野 修司; 大島 宏之; 田嶋 雄次*; 大木 裕*
Journal of Power and Energy Systems (Internet), 6(2), p.241 - 254, 2012/06
高速炉プラントの安全性評価に使用するナトリウム燃焼解析コードを対象として、その信頼性を系統的に示すために検証と妥当性確認に関する活動を進めている。2つの解析コードSPHINCS及びAQUA-SFに焦点を当てて、まず対象とする重要現象を明らかにするためのPIRTテーブルを作成し、次に妥当性確認に用いる試験を示す評価マトリックスを提案した。さらに、単一液滴燃焼試験の解析を実施して、両解析コードのスプレイ燃焼モデルが液滴燃焼量を約30%以内の誤差で評価できることを示した。
Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Gallegos, P.*; Ahmed, H.*; Ragozin, E. N.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; 河内 哲哉; 匂坂 明人; et al.
Physical Review Letters, 108(13), p.135004_1 - 135004_5, 2012/03
被引用回数：69 パーセンタイル：90.73(Physics, Multidisciplinary)マルチテラワットレーザーをガスジェットターゲットに集光照射することにより「水の窓」に達する高次高調波発生を実験で示すことに成功した。数百次に達する高次高調波の強さは
J/srパルスと評価できる。このような高調波は、高強度レーザーパルスが低密度プラズマ中を相対論的な自己収束を伴って伝搬する際に、パルスによって励起される尖塔波とキャビテーションの境界の交差点で発生する電子スパイクのコヒーレント振動により生じる。このときのスパイクの先鋭さと安定度はカタスロトフ理論により説明される。発生機構はPICシミュレーションによっても確認された。
田島 保英; 三浦 幸俊; 梅木 博之
電気評論, 97(2), p.66 - 85, 2012/02
日本原子力研究開発機構(原子力機構)は、発足から7年目を迎え、第2期中期目標期間の半ばに差しかかろうとしている。原子力機構はこれまで、核燃料サイクル技術の確立をはじめとする原子力エネルギー研究開発に加え、原子力による新しい科学技術や産業の創出を目指して基礎研究から応用研究に至るまで幅広い研究開発を行い、我が国唯一の原子力に関する総合的な研究開発機関としての役割を果たすための研究開発を推進してきた。本稿では、原子力機構における平成23年度の研究開発の主な成果を中心に、現状と動向を紹介する。
桐山 博光; 鈴木 将之*; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 玉置 善紀*; 吉井 健裕*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; et al.
レーザー研究, 40(2), p.143 - 145, 2012/02
光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)をベースにした非線形前置増幅器を用いた小型,高時間空間品質,高強度半導体レーザー励起Yb:YAG薄型ディスクチャープパルス増幅器の開発を行った。ストレッチャーでパルス幅を伸張されたチャープパルスは、OPCPA前置増幅器、及びYb:YAG主増幅器において、10Hzの繰り返し動作で100mJにまで増幅される。集光性能は、横方向では回折限界の1.1倍、縦方向では1.4と高い空間特性を有していることがわかった。また、470fsにまでパルス圧縮に成功するとともに、10
の高いコントラストを得ており、時間特性も優れた特性を示すことがわかった。
大野 修司; 大島 宏之; 田嶋 雄次*; 大木 裕*
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 10 Pages, 2011/10
高速炉プラントで想定されるナトリウム漏えい燃焼事象に関して、その熱影響を評価する解析コードの系統的な検証・妥当性確認を開始した。ナトリウム燃焼解析コードSPHINCS及びAQUA-SFを主対象として、重要現象を同定するPIRTを作成するとともに、評価マトリクスを展開することによって妥当性確認に使用する試験データを明らかにした。さらに、液滴燃焼に関する個別効果試験の解析を行い、計算モデルがおおむね30%以下の誤差で落下液滴の燃焼量を予測できることを示した。
