カイラル運動論に基づいたカイラル不安定性の研究

基于手性动力学理论的手性不稳定性研究

基本信息

批准号：
17J02380
负责人：
海老原周
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
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

本年度は、物性系におけるトポロジカルな性質に関して研究を進めた。α型塩化ジルコニウム (III) を記述する有効模型において、現実的な摂動として蜂の巣格子上の次隣接 (NNN) ホッピング項を導入した状況を考えた。このとき、局在極限の下での摂動計算を行うことで、SU(4) スピンが非Abelな磁気フラックスと結合した有効模型を得られる。NNNホッピングに由来するこの磁気フラックスをSU(4) 生成子と比較すると、創発的SU(4) 対称性を破ることが見て取れる。したがってトポロジカルに非自明なSU(4) スピンテクスチャーとして磁気スキルミオンがこの系に生じる。そのようなスキルミオンを分析するひとつのアプローチとして、平均場近似を採用した。通常の反強磁性SU(2) スピン系の場合と大きく異なるのは、平均場として仮定するオーダーにも幾つかの可能性が考えられる点である。本研究ではまず、もっとも単純なオーダーとしてNeelオーダー様の平均場秩序を仮定して計算を進めた。その結果、SU(2) スピン系の反強磁性模型と酷似する形に帰着し、その類似性を用いて磁気スキルミオンを解析した。また、そのような反古典的な取り扱いの下で、有効模型を経路積分のかたちに書き換え、トポロジカル項を分離することにより、スキルミオンの角運動量を求めた。その結果、角運動量は通常の蜂の巣格子状のSU(2) スキルミオンと同じ値をとることがわかった。

今年，我们对物理系统的拓扑性质进行了研究。我们考虑了一种情况，即在描述 α 型氯化锆 (III) 的有效模型中引入蜂窝晶格上的下一邻居 (NNN) 跳跃项作为现实扰动。此时，通过在定域极限下进行微扰计算，我们可以得到SU(4)自旋与非阿贝尔磁通量耦合的有效模型。将 NNN 跳跃产生的磁通量与 SU(4) 发生器进行比较，我们发现新出现的 SU(4) 对称性被打破。因此，磁性斯格明子在该系统中作为拓扑非平凡的 SU(4) 自旋纹理出现。我们采用平均场近似作为分析此类斯格明子的一种方法。与通常的反铁磁 SU(2) 自旋系统的主要区别在于，假设平均场的阶数有多种可能性。在本研究中，我们首先假设类似于尼尔阶的平均场阶作为最简单阶进行计算。结果，我们得到了一种与 SU(2) 自旋系统的反铁磁模型非常相似的形式，并利用这种相似性来分析磁性斯格明子。此外，在这种反经典的处理下，斯格明子的角动量是通过以路径积分的形式重写有效模型并分离拓扑项来确定的。结果发现，角动量与蜂窝晶格中常规 SU(2) 斯格明子的角动量相同。