Theoretical studies on analog quantum gravity using superconducting Josephson circuits

使用超导约瑟夫森电路模拟量子引力的理论研究

• 批准号: 22K03452
• 负责人: 畠中 憲之
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03452/
• 关键词: アナログ量子重力; 超伝導メタマテリアル; ジョセフソン伝送線路; ソリトン; 超伝導ジョセフソン回路; ブラックホール; ホーキング輻射

新奇擬似的ブラックホールの創生(1)３波混合型擬似的ブラックホールの創生従来の超伝導ジョセフソン接合の代わりに超伝導量子メタマテリアルを用いることによって伝送線路中に擬似的なブラックホールの創生を試みた．超伝導量子干渉素子は，メタマテリアルの構成要素であるスプリット・リンクとみなせ，共振現象と通して透磁率を制御できる．これにより，伝送線路のインダクタンス（透磁率）の制御を通して，擬似的ブラックホールの創生に要請される伝送線路中の電磁波速度を空間的に変化させることが可能となる．また，ジョセフソン効果の非線形性も継承しているため，得られたブラックホールはソリトンとして記述され，安定な事象の地平線を持つため安定なホーキング輻射を得ることができる．さらに，超伝導量子干渉素子として超伝導非対称非線形素子を用いることによって，ジョセフソン効果を基にした非線形効果であるにも関わらず，３次の非線形性を導入でき，従来の４次の非線形性による４波混合のもとで問題となるシグナルとポンプの分離を克服でき，ホーキング輻射の観測精度を飛躍的に向上させることがわかった．(2)超伝導メタマテリアル伝送線路上述の３波混合型擬似的ブラックホールでは，構成要素をメタマテリアル要素で置き換えることによって，新奇擬似的ブラックホールの創生を目指した．伝送線路において，それがメタマテリアルとして機能するためには，構成要素の置き換えだけでは十分でない．伝送線路では，キャパシタンスとインダクタンスの配置（直列・並列）がメタマテリアルとして振る舞うかどうかを決める．今回，自然界には存在しない負の屈折率を実現するため，それらの配置を検討した．結果，その配置は伝送線路の分散関係を制御し，伝送線路が超伝導メタマテリアルとして振る舞うことがわかった．

创建一个新颖的伪黑洞（1）创建了三波混合型黑洞的创建，我们试图通过使用超导量子量子超材料而不是传统的超导量约瑟夫森交界处来在变速器线上创建伪黑洞。超导量子干扰装置可以视为分裂连接，它们是超材料的组成部分，可以通过共振现象控制磁渗透性。这使得可以通过控制传输线的电感（磁渗透性）来改变传输线中的电磁波速度。此外，由于遗传了约瑟夫森效应的非线性，因此获得的黑洞被描述为孤子，并且由于它具有稳定的事件范围，因此可以获得稳定的鹰辐射。此外，通过使用超导不对称的非线性元素作为超导量子干扰装置，发现尽管基于约瑟夫森效应，可以引入三阶非线性，但可以引入信号和泵的分离，这是由于常规的四阶数字混合而引起的，并且可以引入信号和泵的分离，这是一个问题，可以观察到4次非小线性，并且可以观察到4-阶数字，并且可以观察到4阶的范围，并且可以构想出来，并且可以观察到4-阶数字，并且可以构成4次驱动力，并且可以构成距离的范围，并且可以构成距离的范围。急剧改善。 （2）上述三波混合伪黑洞中的超导型超材料传输线，我们旨在通过用超材料元素代替组件来创建新型的伪黑洞。在传输线中，替换组件不足以充当超材料。在传输线中，确定电容和电感布置（串行和平行）是否作为超材料行为。在本文中，我们调查了他们的安排，以实现自然界中不存在的负屈光索引。结果，发现该布置控制传输线的分布关系，并且传输线的表现是超导的超材料。

项目成果

超伝導非対称非線形誘導素子を用いた擬似的ブラックホールソリトンの理論的研究 II

超导非对称非线性感应元件赝黑洞孤子理论研究II

• 发表时间: 2023
• 作者: 神本健汰;草場哲;矢口優介;Yinli Wang;Yi Shuang;須藤祐司;玉置亮;片山郁文;武田淳;片山春菜，藤井敏之，畠中憲之，Miles P. Blencowe
• 通讯作者: 片山春菜，藤井敏之，畠中憲之，Miles P. Blencowe