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奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦; 青木 秀夫*
素粒子論研究, 119(4C), p.F99 - F101, 2012/02
原子力研究開発では、さまざまな機能性材料が利用されており、磁性体もその一つである。中でも、電流が流れる強磁性体(金属強磁性)は、日常生活においてさえも、とてもなじみ深いものである。しかし、その金属強磁性の発現機構については、実は未だにわからないことも多い。特に、個体中の電子を記述する(単一バンド)ハバード模型については、幾つかの金属強磁性発現機構が数学的に厳密に証明され、提案されているが、未だに実験で観測にかかったことはない。その理由として、厳密に証明可能な場合というのは極限状態が多く、実際の実験でその極限状態を実現するのが難しいからである。そこでわれわれは、提案されている発現機構が要求する条件を実現しやすい、光格子系において、金属強磁性状態を作り出す方法を提案した。特に、実際の実験に則して、金属強磁性状態が最も観測しやすい現実的な条件を、シミュレーション技術開発室で開発した並列化密度行列繰り込み群法を用いて明らかにした点が本研究の特徴である。
奥村 雅彦; 大西 弘明; 山田 進; 町田 昌彦
素粒子論研究, 118(1), p.A25 - A27, 2010/05
近年光学格子系における非平衡緩和過程の研究が理論,実験ともに活発になってきている。この系は系の操作性が非常に良いことから、非平衡状態の生成,観測が容易であることが理由である。その中でも、われわれは、この系における輸送現象の基本的観測量の重心運動に着目し、時間依存密度行列繰り込み群法を用いてその緩和過程を解析した。その結果、減衰振動,過減衰,絶縁体状態を見つけた。この中でも、過減衰運動は非自明な非指数関数的トラジェクトリが得られ、量子相関が強く効いていることがわかった。また、絶縁体状態では絶縁体の両端の小さな領域が崩壊と再生を繰り返すが、重心は大きく動かないことも発見した。これらは現在の光学格子実験の技術で観測可能な現象であり、観測が待たれる。
奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦
素粒子論研究, 116(6), p.F69 - F71, 2009/02
時間依存密度行列繰り込み群法は1次元系に限られるが強相関量子多体系の時間発展を計算できる現在唯一のシミュレーション技法である。しかし、この方法は長時間の時間発展を計算するためにはメモリと計算時間が必要になることが問題であった。われわれはこの問題点を解決するべく、本室で開発済みであった並列化密度行列繰り込み群のプログラムをもとに、並列化された時間依存密度行列繰り込み群を開発した。このプログラムではこれらの問題点が解決されただけでなく、既存の時間依存密度行列繰り込み群のプログラムでは計算が難しかった2レッグラダー系の時間発展を計算することも可能になり、実際会議では2レッグラダー系の計算結果を発表した。また、近年注目を集めている1次元系におけるボース物質波の衝突実験に関連したシミュレーションとして、1次元フェルミ原子ガス塊の衝突のシミュレーションも行った。プログラムのチューニングが途中であり、十分な精度とは言えないものの、実験と同様に塊が衝突を繰り返す傾向が見られた。
奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦
素粒子論研究, 116(2), p.B15 - B17, 2008/06
これまで精度のよい計算が困難であった2次元密度行列繰り込み群を、並列計算を用いることにより改良し、これまでに得られなかった高精度の計算結果を得た。パラメータを変えて計算したところ、適度なホールをドープしたハバード模型においてストライプの形成が確認された。さらに、このストライプを中性原子気体系で観測するための実験系の提案も行った。また、ホールをドープした1次元ランダムポテンシャル中の中性原子フェルミオンの基底状態がホールが局在した状態であることについても発表した。
小林 恵太*; 峰 真如*; 奥村 雅彦; 山中 由也*
素粒子論研究, 116(2), p.B64 - B66, 2008/06
本発表は、これまで古典的な解析に終始していた光学格子中ボース・アインシュタイン凝縮体の動的不安定性について、量子場の理論による定式化を初めて行い、さらに数値計算によって崩壊の様子をシミュレートしているなど、完成度が高い。今後、開発した解析法をほかの系にも適用することで、成果が得られると大いに期待できる。
中村 祐介*; 峰 真如*; 奥村 雅彦; 山中 由也*
素粒子論研究, 116(2), p.B67 - B69, 2008/06
ボース・アインシュタイン凝縮の励起を記述するボゴリューボフ・ド・ジャン(BdG)方程式に複素固有値が現れる条件を解析的に導いた。その条件は、BdG方程式に現れるダブレットの固有値の縮退に起源を持ち、その縮退を解く摂動を加えることにより、導出できることが示された。その応用として、高次渦度を持つ量子渦の崩壊に関係する複素固有値の出現条件を、先行研究で用いられていた近似を用いずに導出することに成功した。
峰 真如*; 小出 知威*; 奥村 雅彦; 山中 由也*
素粒子論研究, 116(2), p.B110 - B112, 2008/06
ゆらぎ定理は近年の非平衡物理学の発展における最も顕著な結果の一つとして注目を集めている。この発表論文では、このゆらぎ定理をネルソン流の量子力学を用いることによって、量子論版のゆらぎ定理の関係式を導出した。現在は研究を進めている段階であり、今後数値シミュレーションによって導出したH関数の増減を調べたり、物理的意味の吟味などが残されているが、非自明な関係式の導出自体が興味深いといえる。
小林 恵太; 奥村 雅彦; 太田 幸宏*; 山田 進; 町田 昌彦
no journal, ,
本発表は、科学技術振興機構からの受託研究(CREST)「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」に従って実施した、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の発表である。発表者は、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、多軌道を利用することにより、スピンギャップを持つ相(ハルデーン相)を実現する方法を提案する。具体的には横方向に強い閉じ込めポテンシャルが存在する擬一次元系を想定し、サブバンドのフェルミ粒子数がハーフフィリングである場合に系はスピン1のハイゼンベルグ模型により記述されることを示す。この成果は、鉄系超伝導などの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として得られたが、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・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研究開発にも資する成果である。
