冷却原子分子気体を用いたQCD多体系の量子シミュレーションの実現に向けた理論研究

冷原子分子气体实现QCD多体系统量子模拟的理论研究

基本信息

批准号：
21J14011
负责人：
真辺幸喜
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，(1)昨年度に得られた研究成果の対外発表，および，(2)昨年度の研究にて重要性が明らかになった「分子間相互作用の問題」に関するさらなる理論研究，を行った．実績(1)では，本研究課題が冷却原子気体分野(物性物理学領域)とクォーク・ハドロン物理学(原子核物理学領域)との境界領域を取り扱うものであることを踏まえ，分野横断型の学会に重点的に参加した．一方，これら成果を今年度中に原著論文の形で公表するには至らなかった．助成期間終了後の次年度以降の研究活動と並行し，原著論文の執筆を行う予定である．実績(2)に関し，昨年度は，冷却Bose-Fermi混合原子気体をクォーク・ハドロン多体系の量子シミュレーターとして活用する場合，複合分子間の有効相互作用が非常に重要であることを明らかにした．今年度はこの知見を踏まえ，冷却原子気体分野でより研究が進んでいる２成分Fermi原子気体に対し，昨年度開発した手法を適用，その分析に取り組んだ．この手法は，経路積分により(原子気体の自由度を積分して得られる)分子自由度で表した有効作用に現れる全ての高次項(例えば3つの分子が相互作用する3体相互作用など，多体分子間相互作用を表す)を足し合わせることに相当する．解析の結果，(1)分子間の2体散乱を考える範囲では効かないと従来考えられていたこれら高次項が，(それらが有効相互作用であるという事実を反映し)縮約を通じて2体散乱にleadingで影響を与えること，および，(2)そうして得られる級数の収束性が，元々の原子間相互作用の詳細に強く依存すること，という非自明な性質を明らかにした．さらに，こうした「少数系物理」の解析をどのように「多体物理」へ拡張するか議論した．これらの成果の一部は既に原著論文が執筆できる段階にまとまっており，実績(1)のものと合わせ，次年度以降執筆に取り組む予定である．

今年，我们进行了（1）去年获得的研究成果的对外展示，以及（2）对去年研究中揭示的“分子间相互作用问题”的进一步理论研究。成果（一）基于本研究课题涉及冷原子气体领域（凝聚态物理领域）与夸克强子物理（核物理领域）的边界区域，将举办一个跨学科的学术会议。踊跃参加。另一方面，我们无法在本财年以原始论文的形式发表这些结果。我计划在资助期结束后的明年与我的研究活动并行地写一篇原创论文。关于成就（2），去年我们阐明，当使用冷却的玻色-费米混合原子气体作为夸克-强子多体系统的量子模拟器时，复杂分子之间的有效相互作用极其重要。基于这些知识，今年我们应用去年开发的方法来分析双组分费米原子气体，这是冷原子气体领域进一步研究的主题。该方法计算所有高阶项（例如三个分子相互作用的三体相互作用，（代表分子之间的相互作用）。分析的结果是，（1）这些以前被认为在考虑分子间二体散射的范围内无效的高阶项，通过约简被简化为二体散射（反映了这样的事实：它们是有效的相互作用）；我们阐明了以下重要性质：（2）由此获得的级数的收敛性很大程度上取决于原始原子相互作用的细节。此外，我们还讨论了如何将这种“少体物理学”的分析扩展到“多体物理学”。其中一些成果已经达到可以撰写原创论文的阶段，我们计划从明年开始结合成果（1）进行撰写。