多成分原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体で実現する多様な位相欠陥の研究

多组分原子气体玻色-爱因斯坦凝聚态中各种相缺陷的研究

• 批准号: 07J09748
• 负责人: 竹内 宏光
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J09748/
• 关键词: 超流動; ボース・アインシュタイン凝縮; 量子渦; 流体力学; ケルビン・ヘルムホルツ不安定性; ケルビン波; ブージャム; ブラックホール; 超低温・量子凝縮系; 相対論・重力; 国際情報交換; フィンランド

原子気体ボース・アインシュタイン凝縮(BEC)におけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性(KHI)の研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、巨視的量子効果である超流動性と量子渦に起因して、古典流体では見られない新奇な不安定ダイナミクスが発現することを世界で初めて明らかにした。我々はこれを量子KHIと呼んでいる。我々が明らかにしたこの現象は、古典流体力学におけるKHIと同様に、量子流体力学において基礎的な不安定性として位置づけられるという点で重要である。得られた成果は、関連する国内会議、国際会議で発表し、学術誌(Physical Review B, Journal of Low Temperature Physcis)に学術論文として掲載された。2成分BECにおけるブージャムの研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、超弦理論のソリトンであるDブレーンの対応物が実験的に実現可能であることを世界で初めて示した。得られた成果は国内・国際で発表すると共に、論文にまとめ某学術誌に投稿中である。BECにおけるケルビン波に関する研究に代わり、計画を変更し、2成分BECの対向流の不安定現象に関する理論・数値的研究を行った。古くから知られる超流動ヘリウム4の熱対向流の不安定現象と同様に、この系でも量子乱流が実現することを初めて明らかにした。この現象は実験でも実現可能であり、現在、某実験グループと共同研究を行っている。得られた成果は、国内学会で発表し、論文を執筆中である。

我们对原子气体玻色-爱因斯坦凝聚体 (BEC) 中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性 (KHI) 进行了理论和数值研究。世界上首次揭示，由于超流性和量子涡旋等宏观量子效应，该系统表现出经典流体中未见的新颖的不稳定动力学。我们称之为量子 KHI。我们揭示的这种现象很重要，因为它被定位为量子流体力学中的基本不稳定性，类似于经典流体力学中的 KHI。相关成果在国内外相关会议上发表，并作为学术论文发表在学术期刊（Physical Review B、Journal of LowTemperature Physcis）上。我们对二元 BEC 中的 boojum 研究进行了理论和数值研究。在这个系统中，世界上首次证明D-膜的对应物——弦理论中的孤子——是可以通过实验实现的。获得的成果将在国内外发表，并汇编成论文提交给某学术期刊。我们不再研究BEC中的开尔文波，而是改变方案，对二组分BEC逆流不稳定现象进行了理论和数值研究。首次揭示了该系统中实现了量子湍流，类似于超流氦4中长期以来已知的热逆流不稳定现象。这种现象可以通过实验来实现，目前我们正在与某实验组进行联合研究。所得成果将在国内学术会议上发表，目前正在撰写论文。

项目成果

Zel'dovich-Starobinsky Effect in Atomic Bose-Einstein Condensates: Analogy to Kerr Black Hole

原子玻色-爱因斯坦凝聚中的泽尔多维奇-斯塔罗宾斯基效应：与克尔黑洞的类比

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Takeuchi;M. Tsubota;Hiromitsu Takeuchi
• 通讯作者: Hiromitsu Takeuchi

2成分ボースアインシュタイン凝縮体における対向超流動の不安定現象

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中相反超流体的不稳定性

• 发表时间: 2010
• 作者: 石野隼伍;竹内宏光;坪田誠
• 通讯作者: 坪田誠

超流体におけるせん断流の不安定性

超流体中的剪切流不稳定性

• 发表时间: 2009
• 作者: 竹内宏光;笠松健一;坪田誠;竹内宏光
• 通讯作者: 竹内宏光

Shear-flow instability in two-component Bose-Einstein condensates

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中的剪切流不稳定性

• 发表时间: 2009
• 作者: H.Takeuchi;N.Suzuki;K.Kasamatsu;H.Saito;M.Tsubota
• 通讯作者: M.Tsubota

巨視的波動関数による超固体相のモデル

使用宏观波函数的超固相模型

• 发表时间: 2010
• 作者: 坪田誠;竹内宏光;藤本和也
• 通讯作者: 藤本和也