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藤井 大輔; 中山 勝政*; 鈴木 渓
International Journal of Modern Physics A, 40(10-11), p.2543020_1 - 2543020_8, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)本講演では、有限の化学ポテンシャル、特に、有限密度系の量子場から誘起されるカシミール効果について議論する。有限温度系のカシミール効果には長い歴史があり、実験による検証も含めて一定の理解が得られているが、有限密度系のカシミール効果についての先行研究は非常に少ない。これは、平衡状態として光子場の化学ポテンシャルを実験的に制御することが困難なためである。一方、フェルミオン系に着目したとき、フェルミオンの化学ポテンシャルは実験で比較的制御可能なパラメータであり、カシミール効果の性質を制御するのに役立つことが期待される。さらに、有限密度フェルミオン系で実現する多彩な量子多体現象は、カシミール効果の典型的な性質を劇的に変化させる可能性がある。本研究では、有限密度のディラック場から誘起されるカシミール効果を定式化し、カシミール効果に起因する物理量が境界条件間の距離や化学ポテンシャルの関数として振動することなどを示す。このような「有限密度カシミール効果」が現れる物理系の例として、ディラック半金属薄膜や高密度クォーク物質が平たく広がった状態への応用について議論する。
藤井 大輔; 中山 勝政*; 鈴木 渓
International Journal of Modern Physics A, 40(10-11), p.2543022_1 - 2543022_9, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)本発表では磁場がゼロかゼロでない場合の、高密度で薄いクォーク物質において、クォーク場から発現する新しいカシミア効果の発見について講演した。驚くべきことに、密なクォーク物質の基底状態の候補である二重カイラル密度波(DCDW)相では、カシミアエネルギーが厚さの関数として振動する。この発見は、極限状態におけるQCDダイナミクスによって駆動されるユニークな振動カシミール現象を浮き彫りにするものである。
中山 勝政*; 鈴木 渓
Physics Letters B, 843, p.138017_1 - 138017_7, 2023/08
被引用回数：11 パーセンタイル：83.44(Astronomy & Astrophysics)カシミール効果は、有限サイズの空間内に閉じ込められた相対論的な量子場のゼロ点エネルギーによって誘起される量子現象である。真空中の光子場に起因するカシミール効果は古くから研究されており、理論的にも実験的にも一定の理解が得られているが、ディラック/ワイル半金属内部で実現している相対論的フェルミオン場に起因するカシミール効果の具体的な性質は未解決の問題である。本論文では、ディラック/ワイル半金属薄膜内部の相対論的電子場から生じるカシミール効果の典型的な性質を理論的に明らかにするため、Cd
As
やNaBiなどのディラック半金属を記述する具体的な有効ハミルトニアンを用いた解析結果を示す。特に、これらの物質では、準粒子の持つエネルギーと運動量の分散関係における「ディラック/ワイルノード」構造の存在に起因して特徴的な物理現象が生じることが多いが、本論文では、薄膜の厚さを変化させるにつれてカシミールエネルギーと呼ばれる物理量が振動する現象を予言した。このような振動現象は、半金属薄膜内部で正の圧力と負の圧力が交互に現れることを意味しており、何らかの熱力学量の膜厚依存性に寄与するため、実験的にも観測可能であることが期待される。
中山 勝政*; 鈴木 渓
Physical Review Research (Internet), 5(2), p.L022054_1 - L022054_6, 2023/06
カシミール効果は、何らかの量子場から生じるゼロ点エネルギーが空間的な境界条件の存在によって変化することを起源とする量子現象であり、一粒子エネルギーが運動量について線形に増加するような「相対論的な」量子場(電磁場など)に関しては過去の理論的・実験的な研究によって一定の理解が得られている。一方で、分散関係が二次となる「非相対論的な」量子場も世の中には数多く存在するが、そのような系にもカシミール効果が存在するのか否かはそれほど自明でない。本論文では、様々な分散関係を持つ格子上の量子場のカシミール効果が存在(または消失)する条件について、理論的な考察を行った。特に、偶数次の分散関係を持つような量子場を調べたところ、二つの境界間の距離が長距離のときカシミール効果が消失するが、短距離のときにのみ特異的な「名残」が残る例(remnant Casimir effect)を発見した。このような現象の発見は、有限サイズの格子構造からなる量子系(例えば、3次元物質の薄膜、2次元物質のナノリボンやナノチューブ、1次元物質のナノワイヤなど)の物理量の理解や解釈に役立つことが期待される。また、一般に、質量(ギャップ)を持つ量子場では、質量の無い(ギャップレスな)量子場と比べてカシミール効果が弱くなることが知られているが、この性質について今回の発見を応用した再解釈を与える。
中山 勝政*; 鈴木 渓
Proceedings of Science (Internet), 430, p.379_1 - 379_9, 2023/04
本来のカシミール効果は連続時空上に存在する量子場から創発する物理現象であり、理論的にも信頼性の高い定式化が達成されているが、「格子」上に定義された空間(例えば、固体の結晶構造など)において、カシミール効果に相当する物理現象を定式化し、その性質を明らかにすることは重要なテーマである。本会議録では、格子上の様々な量子場に起因するカシミール効果の性質に関する近年の研究成果について報告する。まず、格子空間上のカシミールエネルギーを定義し、格子上のフェルミ粒子の一種であるウィルソン・フェルミオンによるカシミール効果が連続時空上のディラック粒子によるものと極めて似た性質となることを示す。さらに、CdAsやNaBiなどのディラック半金属を記述する有効ハミルトニアンを用いた解析により、この系のカシミールエネルギーが半金属薄膜の厚さの関数として振動することを示す。また、電子系に磁場をかけることで生じるランダウ量子化による影響や格子上の非相対論的量子場によるカシミール効果の性質についても報告する。
多田 順一郎*; 中島 宏; 早野 龍五*; 小林 仁*; 浅野 芳裕*
わかりやすい放射線物理学; 改訂3版, 305 Pages, 2018/03
本書は、放射線物理学の入門書である。高校卒業程度の学力のある読者を対象に、「高校の物理と放射線物理学をつなぐ」というコンセプトの下に、定性的な説明を主体としたできるだけ平易な解説を行っている。本書は、「放射線物理とは何か」から始まり、特殊相対性理論入門、量子論入門、原子及び原子核の構造、放射線、放射能、放射線と物質との相互作用、加速器、放射線量などの12章から構成される。
千葉 敏; 岩本 修; 深堀 智生; 仁井田 浩二*; 丸山 敏毅; 丸山 智幸*; 岩本 昭
Physical Review C, 54(1), p.285 - 290, 1996/07
被引用回数：37 パーセンタイル：84.44(Physics, Nuclear)
Fe及び
Alに陽子が入射した場合のフラグメント生成断面積の解析を量子論的分子動力学と統計崩壊模型によって行った。計算されたフラグメントの質量分布は、衝突パラメータに大きく依存することが見出され、QMDのような動的な扱いが重要であることが判明した。50MeVからGeVのエネルギー領域で、計算値は実験値を良く再現しており、本手法の妥当性が検証された。しかし、
Beのようなクラスター生成については実験値に比べ2ケタ小さい予測値が得られ、マルチフラグメンテーションのような、本手法で取り入れられていない生成機構が必要であることが分かった。
*
PNC TJ1545 92-004, 253 Pages, 1992/03
本調査は、近年放射線計測手法に関して、超電導や光技術、また新しい信号処理技術、微細加工技術等の先端技術を利用した新しい計測手法の開発が行われ、従来の計測手法では困難であった微弱放射線(能)や大線量放射線の測定が可能になりつつある現状を踏まえて、その内で実現可能性の高いレーザやファイバー等の光技術を中心とする量子工学的手法による放射線計測の開発状況を調査した。具体的調査としては、まず量子工学的計測手法の現状を展望し、次に加速器施設等の高エネルギー・大線量場における中性子、
線の測定に関しては、大電流加速器施設を所有するわが国の研究機関の放射線計測の経験、次世代に予想される放射線計測システムの提案、また核融合施設環境の研究を通じて検討されている国内外の計測手法等を調査した。また、微弱放射線(能)の測定に関しては、研究途上にある新技術を紹介した。
藤井 大輔; 中山 勝政*; 鈴木 渓
no journal, ,
有限温度では、カシミア効果は一般にリフシッツ公式に基づいて解析される。本発表では、このリフシッツ公式を非ゼロの化学ポテンシャルをもつ量子場へ拡張する。得られた表式は、異なる境界条件、有限温度、任意の空間次元、化学ポテンシャルのミスマッチなど、幅広い設定に対応しており、各場合に特有の挙動を示す。本公式は、高密度クォーク物質やディラック/ワイル半金属に直接適用可能であり、化学ポテンシャルをカシミア効果を制御するための調整可能なパラメータとして扱うことができる。
鈴木 渓; 藤井 大輔; 中山 勝政*
no journal, ,
通常のカシミール効果は真空中の光子場に対して定義される物理現象であるが、一方で固体物理で扱われる様々な準粒子場に対してもカシミール効果に相当する新奇な物理現象が生じることがある。原子核物理やQCDの分野においても、高密度クォーク物質/核物質を考えることで、同様の物理現象が実現される可能性がある。例えば、dual chiral density wave (DCDW)相と呼ばれる物質相は、高密度QCDの基底状態の候補として長年研究されている。本講演では、DCDW相におけるクォーク場から生じるカシミール効果の典型的な性質を理論的に示し、カシミールエネルギーなどの物理量が系のサイズの関数として振動する現象を提案する。この現象は、固体物理における対応物であるワイル半金属においても現れることが期待されており、クォーク物質と固体物性系との比較について議論を行う。
藤井 大輔; 鈴木 渓; 中山 勝政*
no journal, ,
近年、物性系で実現される新たなタイプのカシミア効果が発見された。例えば、ワイル半金属におけるphotonicカシミア効果は、異常な振る舞いを示すことが明らかとなった。この新たなタイプのカシミア効果は、高密度クォーク物質においても実現される可能性がある。本発表では、NJL模型を用いて有限密度QCDにおけるカシミア効果の典型的な特徴について議論する。特に、dual chiral density wave相におけるカシミア効果の異常な振る舞いが明らかとなった。
藤井 大輔; 中山 勝政*; 鈴木 渓
no journal, ,
現代の原子核物理における最も重要な問いの一つは、有限密度QCD中で、どのような物質相が実現するのかというものである。これまでに多くの空間的に一様に広がった物質相の研究が存在する中で、近年、非一様なカイラル凝縮相が注目されている。この非一様なカイラル凝縮相の一つが、dual chiral density wave phaseであり、スカラーと擬スカラーの両方の凝縮が位置依存する。このような非一様なカイラル凝縮相は、中性子星内部に実現する可能性がある。本発表では、この非一様なカイラル凝縮相を含めたクォーク物質におけるカシミア効果について議論する。さらに、中性子星内部を想定して、磁場をかけた時にそれらがどのように振る舞うかについても議論する。
