冷却原子系における人工ゲージ場が生み出すトポロジカルな非平衡量子現象

冷原子系统中人工规范场产生的拓扑非平衡量子现象

基本信息

  • 批准号:
    14J01328
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.79万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2014-04-25 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、冷却原子系の持つ相互作用の可変性や実時間制御の方法をフルに活用することによって、冷却原子系特有の強相関トポロジカル相を作り出すセットアップを提案し、その性質を明らかにすることを目指している。本年度は、前年度までに行った研究のまとめに加え、冷却原子系の実験的進展を踏まえた新しい方向への研究も並行して行った。まず、前年度までに得られたレーザー誘起近藤効果とそれを用いた1次元強相関トポロジカル相(SPT相)の実現提案について、より詳しい解析を進めた。前年度までに冷却アルカリ土類原子系へのレーザー照射により1次元近藤格子系とそのSPT相が実現されることがわかっていたが、本年度はボソン化とくりこみ群を用いた解析により相図の詳細を決定し、このSPT相を保護している対称性を明らかにした。これらの結果を研究会で発表し、論文へとまとめた。また、新たな方向として、一昨年冷却原子系において初めて実現された現象であるトポロジカルポンプに着目した。この現象は光格子の空間方向と時間方向を2次元系と見なすことによって、整数量子Hall効果のダイナミカルな実現と見なすことができる。この現象を原子間に相互作用のある場合にも拡張することを目的に、分数量子Hall効果などの強相関量子Hall状態に対応するトポロジカルポンプの系統的な構成法を提案した。これにより、分数量子Hall効果のLaughlin状態に対応するトポロジカルポンプは1次元電荷密度波状態によって得られることが分かった。さらに、2次元SPT相の典型例であるボソンの整数量子Hall効果についても同様の方法でトポロジカルポンプを構成し、ボソンの整数量子Hall状態の擬1次元極限は有効的にスピン1反強磁性鎖のHaldane相となることを示した。この結果については国内研究会と国際会議においてそれぞれ招待講演を行い、論文にまとめ、出版した。
在这项研究中,我们提出了一种设置,通过充分利用冷原子系统所具有的相互作用的可变性和实时控制方法来创建冷原子系统特有的强相关拓扑相,并阐明其属性。我的目标是。今年,我们除了总结上一年的研究外,还根据冷原子系统的实验进展,进行了新的方向研究。首先,我们对去年获得的激光诱导近藤效应进行了更详细的分析,并提出了利用它实现一维强相关拓扑相(SPT相)的建议。直到前一年,我们才知道一维近藤晶格系统及其SPT相可以通过激光照射冷却的碱土原子系统来实现,但今年,我们通过使用玻色子化和重整化群的分析来研究相图我们确定了细节并阐明了保护该 SPT 相的对称性。这些结果在研究会议上提出并汇编成一篇论文。另外,作为一个新的方向,我们重点研究了拓扑泵,这种现象是前年在冷原子系统中首次实现的。这种现象可以看作是通过将光学晶格的空间和时间方向视为二维系统来动态实现整数量子霍尔效应。为了将这种现象扩展到原子之间存在相互作用的情况,我们提出了一种拓扑泵的系统构造方法,该方法对应于强相关量子霍尔态,例如分数量子霍尔效应。这表明,分数量子霍尔效应的劳克林态对应的拓扑泵浦可以通过一维电荷密度波态获得。此外,对于玻色子的整数量子霍尔效应,以类似的方式构造拓扑泵浦,这是二维SPT相的典型例子,玻色子的整数量子霍尔态的准一维极限为结果表明,结果是 Haldane 相。相关成果在国内课题组和国际会议上作特邀报告,并总结发表论文。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Laser-induced Kondo effect and topological phases in ultracold alkaline-earth atoms
激光诱导的近藤效应和超冷碱土原子的拓扑相
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中川大也;川上則雄
  • 通讯作者:
    川上則雄
2軌道光格子系における光誘起近藤効果
双轨道光学晶格系统中的光致近藤效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中川大也;川上則雄
  • 通讯作者:
    川上則雄
Bosonic integer quantum Hall effect as topological pumping
作为拓扑泵浦的玻色子整数量子霍尔效应
  • DOI:
    10.1103/physrevb.95.165116
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    T. Y. Saito;S. Furukawa;Masaya Nakagawa and Shunsuke Furukawa
  • 通讯作者:
    Masaya Nakagawa and Shunsuke Furukawa
Dissipative melting of a periodically driven Mott insulator in a two-orbital lattice
双轨道晶格中周期性驱动莫特绝缘体的耗散熔化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中川大也;川上則雄;杉下宗太郎;Masaya Nakagawa and Norio Kawakami
  • 通讯作者:
    Masaya Nakagawa and Norio Kawakami
Photo-induced Kondo effect in a two-orbital optical lattice
双轨道光学晶格中的光致近藤效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中川大也;川上則雄;杉下宗太郎;Masaya Nakagawa and Norio Kawakami
  • 通讯作者:
    Masaya Nakagawa and Norio Kawakami
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中川 大也其他文献

銅酸化物薄膜におけるレーザー誘起トポロジカル超伝導
氧化铜薄膜中的激光诱导拓扑超导
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高三 和晃;中川 大也;川上 則雄;高三 和晃
  • 通讯作者:
    高三 和晃
レーザー照射下の近藤絶縁体:近藤効果とトポロジカル相の制御
激光照射下的近藤绝缘体:近藤效应和拓扑相位控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高三 和晃;中川 大也;川上 則雄
  • 通讯作者:
    川上 則雄
Control of Topological Phases with Laser Light and DC Electric Fields: Topological Superconductivity and Quantum Spin Liquid
用激光和直流电场控制拓扑相:拓扑超导和量子自旋液体
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高三 和晃;中川 大也;川上 則雄;高三 和晃
  • 通讯作者:
    高三 和晃
強相関1次元量子系における絶縁破壊の普遍的振る舞い:非エルミートsine-Gordon模型による解析
强相关一维量子系统中介电击穿的普遍行为:使用非厄米特正弦戈登模型进行分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高三 和晃;中川 大也;川上 則雄
  • 通讯作者:
    川上 則雄
DC電場による磁気秩序の制御:電場誘起スピン液体・トポロジカル相
直流电场控制磁序:电场诱导自旋液相/拓扑相
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高三 和晃;中川 大也;川上 則雄;高三 和晃;Kazuaki Takasan;Kazuaki Takasan and Masahiro Sato;高三 和晃;高三 和晃
  • 通讯作者:
    高三 和晃

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    $ 1.79万
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    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

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    2021
  • 资助金额:
    $ 1.79万
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    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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    $ 1.79万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Low-temperature thermal expansion in a diluted Ce system exhibiting the Kondo effect
稀 Ce 体系中的低温热膨胀表现出近藤效应
  • 批准号:
    20K22332
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.79万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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