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論文

Kondo effect driven by chirality imbalance

末永 大輝*; 鈴木 渓; 荒木 康史; 安井 繁宏*

Physical Review Research (Internet), 2(2), p.023312_1 - 023312_13, 2020/06

近藤効果はフェルミ面近傍の軽いフェルミオンと重い不純物との相互作用によって引き起こされ、物質の電気的・熱的・輸送的性質に影響を及ぼす。一方、カイラリティ(右巻き・左巻き)はディラック粒子・ワイル粒子などの相対論的フェルミオンが持つ基本的な性質の一つである。通常の物質においては右巻き・左巻き粒子の数は均衡しているが、これらが不均衡となる系もクォーク物質や電子系において興味が持たれている。本論文では、相対論的フェルミオンのカイラリティ不均衡(有限の「カイラル化学ポテンシャル」を持つ系)によって生じる近藤効果を理論的に提案した。この効果は右巻き(または左巻き)の軽いフェルミオンと重い不純物粒子との混合によって引き起こされるが、これは有限密度(化学ポテンシャル)によって生じる通常の近藤効果とは少し異なる状況である。我々は相対論的フェルミオンと不純物粒子間の相互作用を持つ有効模型を構築し、(1)摂動計算と(2)平均場近似による非摂動的アプローチの二つの手法を用いてこの効果が実現することを示した。さらに、近藤効果に対する温度依存性・結合定数依存性・感受率の振る舞いや相転移の次数などを議論した。このような近藤効果の性質は、将来的な格子シミュレーションで検証されることが期待される。

論文

QCD Kondo excitons

末永 大輝*; 鈴木 渓; 安井 繁宏*

Physical Review Research (Internet), 2(2), p.023066_1 - 023066_11, 2020/04

QCD近藤効果は、高密度クォーク物質中においてチャームクォーク・ボトムクォークなどのヘビークォークが不純物として存在するときに生じる量子現象である。本論文では、QCD近藤効果の実現した基底状態から励起されるエキシトンモードが束縛状態として存在することを予言し、その詳細な性質を調べた。具体的には、平均場近似に基づいてQCD近藤効果を記述する有効模型を構築し、励起モードとして実現可能な量子数(スピンやパリティ)やそれらの分散関係を調べた。これらのエキシトンは電気的・カラー的に中性になることができるため、(電荷やカラー荷を持つ粒子とは異なり)輸送現象における「中性カレント」として出現し、電気伝導や熱伝導に対するヴィーデマン・フランツ則の破れに寄与することが期待される。このような近藤エキシトンは、ディラック粒子やワイル粒子のような「相対論的」フェルミオンに対する近藤効果における普遍的な物理現象であり、クォーク物質に限らずディラック・ワイル電子系への応用も期待される。

口頭

A New phase and exciton modes in QCD Kondo effect

鈴木 渓

no journal, , 

通常の近藤効果は金属中に局在する不純物によって引き起こされ、系の電気的/熱的/輸送的性質に対して大きな影響を及ぼす。一方で、高密度のクォーク物質においては、比較的重い不純物クォークと軽いクォークとのカラー交換相互作用によって同様の効果が起こることが期待されている(QCD近藤効果)。この講演では、Refs.~[1,2]において予言された、ライトクォークとヘビークォークから成る凝縮によって特徴づけられる新しい相についてレビューを行う。特に、この相における励起状態として現れる様々なエキシトンモードについて議論を行う~[3]。これらのモードは高密度クォーク物質における輸送的性質に寄与することが期待される。[1] S. Yasui, K. Suzuki, and K. Itakura, Nucl. Phys. A983 (2019) 90. [2] S. Yasui, K. Suzuki, and K. Itakura, Phys. Rev. D96 (2017) 014016. [3] D. Suenaga, K. Suzuki, and S. Yasui, arXiv:1909.07573.

口頭

D中間子におけるCasimir効果とカイラル対称性の自発的破れ

鈴木 渓; 石川 力*; 中山 勝政*; 末永 大輝*

no journal, , 

D中間子はカイラル凝縮に対するシンプルなプローブであることが期待される。QCD真空においてCasimir効果を考えるとき、QCD真空の非摂動的性質は系の体積や境界条件に伴い変化する。本講演では、Casimir効果によるカイラル対称性の自発的破れの変化と、それに対するD中間子の応答に着目し、カイラルパートナー構造に基づく有効ラグランジアンを用いることで、体積・境界条件・温度依存性や格子QCDシミュレーションへの応用などについて議論を行う。

口頭

QCD Casimir効果を用いて探るハドロンのカイラルパートナー構造

鈴木 渓

no journal, , 

D中間子はカイラル凝縮に対するシンプルなプローブであることが期待される。QCD真空においてCasimir効果を考えるとき、QCD真空の非摂動的性質は系の体積や境界条件に伴い変化する。本講演では、Casimir効果によるカイラル対称性の自発的破れの変化と、それに対するD中間子の応答に着目し、カイラルパートナー構造に基づく有効ラグランジアンを用いることで、体積・境界条件・温度依存性や格子QCDシミュレーションへの応用などについて議論を行う。

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