光格子冷却原子系における量子シミュレーションの理論的研究

光学晶格冷却原子系统中量子模拟的理论研究

基本信息

批准号：
17J00486
负责人：
久野義人
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2019年度において、(I) 光格子冷却原子系における(2+1)次元U(1)格子ゲージヒッグス理論の量子シミュレーションの研究、(II) 光格子冷却原子系おけるCreutzラダーモデル等における多体局在現象の探求、(III) トポロジカルサウレスポンプを次元縮小としてもつ2次元チャーン絶縁体における分純物効果、について研究を同時に遂行した.(I)の研究に関して、これまでの先行研究において主に、弱い相互作用が支配的なヒッグス相領域の数値計算を行っていたが今年度の研究では強い相互作用領域に適応可能な時間発展グッツウィラー変分法を用いた数値的解析を行い、冷却原子系を想定した電束の破れの振る舞いを調べた. これまでの先行研究に比べより広いパラメータ領域での電束の時間発展を調べた.(II)の研究に関して、昨年、光格子冷却原子系にて実装を実現したCreutzラダーモデルをターゲットに研究を始めた. 特に、今年度はこの系おけるフラットバンド誘起の多体局在現象に焦点を絞り研究を行った. 厳密対角化法を用いたエネルギースペクトルの解析とダイナミクス数値計算を行うことにより、相互作用をもつCreutzラダーモデルの多体局在的傾向を定量的に評価した. フラットバンド起因で多体局在現象存在し、ダイナミクスにおいてエルゴード性の破れが現れることが明らかになった.(III)の研究に関して、昨年度に引き続き所属研究室において進められているトポロジカルサウレスポンプの実験系に関連した理論研究を遂行した. 今年度はそのトポロジカルサウレスポンプの次元拡大版である2次元チャーン絶縁体をターゲットにそこに不純物を加えた時、チャーン絶縁体相がどのように変化するのかを調べ、不純物誘起のチャーン絶縁体相を発現を確認した.(I),(II),(III)のそれぞれの研究の成果を査読付き論文として出版した.

在2019年，我们同时对（i）对（2+1）尺寸U（1）晶格尺寸的量子模拟进行了研究拓扑垫泵将减少。关于先前的研究，我们主要对弱相互作用的HIGGS相区域进行了数值计算，但是今年的研究是使用时间开发的Gutzwiller变异方法进行的数值分析，该方法可以适应强相互作用区域，并检查了强烈的相互作用区域，并检查了在冷却的ATOMIC系统的假设中破裂的电气流量的行为。我们研究了与以前的研究相比，在更广泛的参数中，电通量的时间演变。关于（II）的研究，我们去年以Creutz Ladder模型的目标开始了研究，该模型是在光学晶格冷却原子系统中实施的。特别是，今年我们专注于该系统中平坦的带诱导的多体定位现象。通过使用严格的对角度方法和执行动力学计算分析能量谱，我们定量评估了与相互作用的Creutz梯子模型的多体定位趋势。据揭示，由于扁平带引起的多体定位现象存在，并且在动力学中出现了厄加迪克的断裂。关于（iii）的研究，我们进行了与去年在我们的实验室进行的拓扑垫泵实验系统有关的理论研究。今年，我们调查了当杂质添加到二维搅拌绝缘子（拓扑Saure泵的扩展版本）中时，搅拌绝缘体阶段是如何变化的，并证实了杂质引起的搅动绝缘体阶段的发生。