Search for novel non-equilibrium phase transitions dominated by topological defects

寻找由拓扑缺陷主导的新型非平衡相变

基本信息

批准号：
20K03765
负责人：
小林未知数
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Kochi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、様々な系において普遍的に現れ、長い寿命を持つ高エネルギー状態であるトポロジカル欠陥に着目し、その新奇な物理現象を探索することである。令和4年度では、令和３年度に引き続き、太陽程度かそれ以上の質量を持ち、半径が数10キロメートルほどの天体である中性子星に着目し、中性子星の回転によって生成するであろう量子渦の詳細な構造について調べた。中性子星内部では非常に高密度な中性子の流体が複雑な内部自由度を持つ超流動状態となっており、その内部自由度を反映して、新奇な内部自由度を持つトポロジカル欠陥の存在が期待される。また、中性子星の不規則な回転が原因とされるパルサーグリッジと呼ばれる観測事実は、この中性子星内部のトポジカル欠陥の複雑な非平衡現象によるものであると理論的に期待されているが、その詳細は未だ未解明であり、中性子星内部のトポロジカル欠陥の詳細な理論的解析が望まれている。本研究では中性子星内部で実現されるいくつかの中性子超流動のうち、比較的深部で実現されると予想されている3重項p波超流動における量子渦の内部構造について、中性子星の温度および中性子星内部の磁場に対する依存性を詳細に調べた。p波超流動中に存在する量子渦について、渦芯から十分離れたところの構造はp波超流動の対称性のみで決まるが、渦芯近傍の構造は対称性だけからは決まらず、温度や磁場など様々な要因によって複雑に変化する。本研究では中性子星内部のp波超流動における整数量子渦が、中性子星で実現されていると思われるほぼすべての温度、磁場の領域において、p波超流動の対称性に関わらず、渦芯近傍において2つの半整数量子渦に分裂し、半整数量子渦分子となっていることを明らかにした。この結果は、多数の量子渦が存在する環境において、普通の整数量子渦には見られない現象が期待できる。

这项研究的目的是专注于普遍出现在各种系统中并且具有寿命长的高能量状态并探索新型物理现象的拓扑缺陷。在2022年，与2021年一样，我们专注于中子恒星，中子恒星是天体，具有阳光或更大的天体，半径约为十公里，并研究了由中子恒星旋转而产生的量子涡流的详细结构。在中子恒星内，非常高密度的中子流体在具有复杂内部自由度的超流体状态中，并且反映了内部自由度，预计将存在具有新型内部自由度的拓扑缺陷。此外，从理论上讲，被称为Pulsar Gridge的观察事实称为Pulsar Gridge，据说是由中子星的不规则旋转引起的，这是由于中子星体内拓扑缺陷的复杂非平衡现象所致，但尚未揭示出该细节的细节，并且尚未显示出详细的中性恒星中的拓扑缺陷。这项研究详细研究了三胞胎p波超氟中量子涡旋的内部结构，预计在中子星体内实现的几个中子超氟，以及中子恒星对中子恒星内温度和磁场的依赖性。对于P-波超氟中存在的量子涡流，远离涡流核的结构仅由P-波超过的超氟氟化涡流确定，但是涡流核心附近的结构并不仅仅由对称性仅由对称性决定，并且由于温度和磁场等各种因素（例如温度和磁场）而导致的复杂性变化。在这项研究中，我们揭示了中子恒星中P波超氟中的整数量子质量，它们分为涡流核心附近的两个半数量子涡流，在几乎所有温度和磁场区域中，这些温度和磁场区域都被认为是在中子星星中实现的，无论P-wave Quanteger eDies semi-Integer Eddies sorrec sorcuul semi-imimul demi-imimul sorrec sorcuul s morce dies sorcoruul nocky nocemontry stars s soremment artim sorem。可以预期，在有许多量子涡流的环境中，在普通整数量子涡流中未见这种现象。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Symmetry classification of uniform states in spin-2 Bose-Einstein condensates and neutron 3P2 superfluids

自旋 2 玻色-爱因斯坦凝聚体和中子 3P2 超流体中均匀态的对称分类

DOI：
10.1103/physreva.104.053302
发表时间：
2021
期刊：
Physical Review A
影响因子：
2.9
作者：
Kobayashi Michikazu;Nitta Muneto
通讯作者：
Nitta Muneto

Dual cascade of energy and helicity accompanying mass and spin in non-Abelian quantum turbulence of spinor Bose-Einstein condensates

自旋玻色-爱因斯坦凝聚的非阿贝尔量子湍流中伴随质量和自旋的能量和螺旋度的双级联

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Umar;M.;Kiyota;T. and Chiaro;G.;Michikazu Kobayashi
通讯作者：
Michikazu Kobayashi

Core structures of vortices in Ginzburg-Landau theory for neutron 3P2 superfluids

中子 3P2 超流体 Ginzburg-Landau 理论中涡旋的核心结构

DOI：
10.1103/physrevc.105.035807
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review C
影响因子：
3.1
作者：
Kobayashi Michikazu;Nitta Muneto
通讯作者：
Nitta Muneto

Time arrow in superfluid vortex dynamics

超流体涡动力学中的时间箭头

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Scipio Cuccagna;Masaya Maeda;Michikazu Kobayashi;Michikazu Kobayashi;Reika Fukuizumi;Masato Hoshino;Masato Hoshino;Masato Hoshino;Masato Hoshino;Masato Hoshino;Masato Hoshino;Masato Hoshino;Masaya Maeda;Michikazu Kobayashi;Michikazu Kobayashi
通讯作者：
Michikazu Kobayashi

Characterizing playing style with speed deviation

用速度偏差表征演奏风格