ヘリウム2重膜における新しいタイプの超流動

一种新型氦双膜超流体

基本信息

批准号：
09874075
负责人：
栗原進
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

1)Josephson Phase Dynamics In ^3He Weak LinksPackard(米国)のグループによって、超流動^3Heにおけるacジョセフソン効果が観測された。我々は、散逸を取り入れた凝縮体の運動方程式(Gross-Pitaevski方程式の拡張)を提案し、これに基づいてacジョセフソン効果を計算した。その結果、位相差の連続回転モードが減衰してやがて位相差0の周りの振動モードに減衰して行く様子を含め、実験データの主要な特徴を数値計算によって定量的に再現することに成功した。(物理学会第54回年会、LT22などで発表、Physica Bに出版が決定)2)Quantum Phase Transition in Extended Attractive Hubbard ModelBCS基底状態波動関数は、弱結合のBCS超伝導相から強結合のBose-Einstein凝縮相までの滑らかな変化を記述するというNozieres等の結果が広く受け入れられている。我々はこの点に疑問をもち、BCS波動関数にGut willerの方法で相互作用の効果を取り入れる変分波動関数を考案した。その結果、相互作用のあらゆる値に対し、BCS理論よりも低い基底状態エネルギーを得た。これはBCS理論の改良を意味する。更に、この波動関数を用いてhalf-fillingの近傍を調べたところ、弱結合から強結合への移りゆきは連続的ではなく、電荷密度波相への量子相転移が導かれた。また、超伝導と電荷密度波が共存する超固体相の存在が可能であることを理論的に示した。(物理学会第54回年会で発表、Physical Review Letter誌に投稿中)3)Temperature Dependenece of Excitation Spectrum In Dilete Bose GasesBeliaev理論を有限温度に拡張することにより、弱い斥力をもつ中性ボーズ気体の素励起スペクトルの計算を行った。その結果、MITやJILAの実験グループが最近測定した素励起のエネルギーと減衰率の温度依存性をよく説明する結果を得た。また、Bogoliubov理論では正の値をもっていた素励起スペクトルの曲率がグリーン関数を用いて多体補正を入れた結果、負の値になり、素励起の分解に対する安定性が回復することも分かった。(日本物理学会2000年春の分科会で発表予定、投稿論文準備中)

1) ^3He 弱链接中的约瑟夫森相动力学 Packard 小组（美国）观察到超流体^3He 中的交流约瑟夫森效应。我们提出了包含耗散的凝聚态运动方程（Gross-Pitaevski 方程的扩展），并根据该方程计算了交流约瑟夫森效应。结果，我们成功地通过数值计算定量地再现了实验数据的主要特征，包括相位差的连续旋转模式衰减并最终变成零相位差附近的振荡模式的方式。（在日本物理学会第54届年会上发表，LT22等，并决定在Physica B上发表）2）扩展有吸引力哈伯德模型中的量子相变BCS基态波函数从弱耦合BCS超导相变为强耦合玻色-Nozieres 等人的结果描述了到爱因斯坦凝聚相的平滑过渡，已被广泛接受。我们对这一点提出了质疑，并设计了一种变分波函数，使用 Gut Willer 的方法将相互作用效应纳入 BCS 波函数中。结果，对于所有相互作用值，我们获得了比 BCS 理论更低的基态能量。这意味着BCS理论的改进。此外，当我们使用该波函数研究半填充附近时，我们发现从弱耦合到强耦合的转变不是连续的，而是导致量子相变到电荷密度波相。我们还从理论上证明了超导和电荷密度波共存的超固相是可能的。（在日本物理学会第54届年会上发表，目前正在提交给Physical Review Letter） 3）二重玻色气体中激发谱的温度依赖性通过将Beliaev理论扩展到有限温度，我们可以找到中性玻色气体的基本原理计算了弱排斥力的激发光谱。结果，我们获得了很好地解释了麻省理工学院和 JILA 实验组最近测量的基本激发能和衰变率的温度依赖性的结果。还发现，在博戈留波夫理论中为正值的基本激发谱曲率，通过格林函数的多体校正变成了负值，恢复了抵抗基本激发分解的稳定性。（计划在日本物理学会 2000 年春季分会上发表；论文正在准备提交）