開放フロケ系における新奇非平衡相の探索とその機構の解明

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固体における散逸時間結晶（離散的な時間並進対称性の破れ）を理論的に提案・解析した。具体的な模型として、パイパルスによって周期的に駆動された量子イジング模型を扱い、固体中での自然な散逸を取り入れるためブロッホ＝レッドフィールド方程式を考察した。この方程式を時間に依存する平均場近似を用いて解析することにより、熱浴の温度とパルス間隔に対する二次元面上での相図を得た。非自明なことに、温度を下げていく時は一回、パルス間隔を短くしていく時は二回の相転移が生じる。さらに、この相転移現象における臨界性と離散時間結晶の安定性について平均場近似のレベルで明らかにした。本研究成果によって物質科学における時間結晶の可能性がさらに広がることが期待される。また、フロケ=リンドブラッド系における高周波展開の一般理論に関する研究を行なった。リンドブラッド形式は量子開放系を記述する理論の一つであり、近年では量子多体系に対するリンドブラッド方程式が盛んに研究されている。本研究では、周期的に駆動されたリンドブラッド系における非平衡定常状態を高周波展開を用いることによって一般的に解析した。その結果、非平衡定常状態を得る一般的な公式を導出し、非平衡定常状態が平衡状態の自然な拡張の一つであるフロケ=ギブス状態となる条件を発見した。また、その一般論を散逸がある場合の逆ファラデー効果の解析に応用した。逆ファラデー効果とは、磁性体に円偏光を照射することによって磁性が変化する現象である。研究の結果、対称性によって逆ファラデー効果が禁止されている系でも散逸によってそれが誘起され得ることを示し、一般論による結果と定量的に一致することを確かめた。