冷却原子分子気体を用いたQCD多体系の量子シミュレーションの実現に向けた理論研究

冷原子分子气体实现QCD多体系统量子模拟的理论研究

• 批准号: 21J14011
• 负责人: 真辺 幸喜
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14011/
• 关键词: 冷却原子気体; 量子シミュレーション; 強相関量子多体系; クォーク・ハドロン多体系; Bose-Fermi混合原子気体; 分子間有効相互作用; 量子少数多体系; 超流動

本年度は，(1)昨年度に得られた研究成果の対外発表，および，(2)昨年度の研究にて重要性が明らかになった「分子間相互作用の問題」に関するさらなる理論研究，を行った．実績(1)では，本研究課題が冷却原子気体分野(物性物理学領域)とクォーク・ハドロン物理学(原子核物理学領域)との境界領域を取り扱うものであることを踏まえ，分野横断型の学会に重点的に参加した．一方，これら成果を今年度中に原著論文の形で公表するには至らなかった．助成期間終了後の次年度以降の研究活動と並行し，原著論文の執筆を行う予定である．実績(2)に関し，昨年度は，冷却Bose-Fermi混合原子気体をクォーク・ハドロン多体系の量子シミュレーターとして活用する場合，複合分子間の有効相互作用が非常に重要であることを明らかにした．今年度はこの知見を踏まえ，冷却原子気体分野でより研究が進んでいる２成分Fermi原子気体に対し，昨年度開発した手法を適用，その分析に取り組んだ．この手法は，経路積分により(原子気体の自由度を積分して得られる)分子自由度で表した有効作用に現れる全ての高次項(例えば3つの分子が相互作用する3体相互作用など，多体分子間相互作用を表す)を足し合わせることに相当する．解析の結果，(1)分子間の2体散乱を考える範囲では効かないと従来考えられていたこれら高次項が，(それらが有効相互作用であるという事実を反映し)縮約を通じて2体散乱にleadingで影響を与えること，および，(2)そうして得られる級数の収束性が，元々の原子間相互作用の詳細に強く依存すること，という非自明な性質を明らかにした．さらに，こうした「少数系物理」の解析をどのように「多体物理」へ拡張するか議論した．これらの成果の一部は既に原著論文が執筆できる段階にまとまっており，実績(1)のものと合わせ，次年度以降執筆に取り組む予定である．

Annual に は this year, (1) yesterday to ら れ た research の 発 table, seaborne お よ び, (2) yesterday annual の research に て importance が Ming ら か に な っ た の "intermolecular interaction problem" に masato す る さ ら な る theory research, line を っ た. Be performance (1) で は, this research topic が 気 body cooling atoms eset properties (physics) と ク ォ ー ク · ハ ド ロ ン physics (nuclear physics) と の border areas を take り Cha う も の で あ る こ と を tread ま え, eset cross sectional type の learn に key に attend し た. For one party, the <s:1> れら achievement を should submit the に original paper in the form of a で public table するに するに to らな らな った った in the middle of this year. After the end of the assistance period, from the next year onwards, <s:1> research activities will be carried out in parallel と, and the original paper will be written by を and う, which will be determined である. Be performance (2) に masato し, annual は yesterday, mixed cooling Bose - Fermi atoms 気 body を ク ォ ー ク · ハ ド ロ ン system more の quantum シ ミ ュ レ ー タ ー と し て use す る occasions, の have sharper interaction between compound molecular が very important で に あ る こ と を Ming ら か に し た. Tread our は "こ の knowledge を ま え, cold atoms 気 body eset で よ が り research into ん で い る 2 elements Fermi atoms 気 body に し seaborne, yesterday's annual open 発 し た を applicable, そ の analysis に group take り ん だ. こ の は, 経 path integral に よ り (atomic 気 の freedom を integral し て have ら れ る) molecule freedom で table し た is sharper に now れ る full て の higher order term (example え ば 3 つ の molecular が interaction す る interaction な 3 ど, multi-body intermolecular interactions を table す) を foot し close わ せ る こ と に quite す る. Parsing の results, (1) the intermolecular の 2 body scattered を exam え る van 囲 で は unseen か な い と examine え 従 ら れ て い た こ れ ら higher order term が, (そ れ ら が have sharper interaction で あ る と い う things be を reflect し) contraction を tong じ て 2 body scattered に leading で influence を and え る こ と, お よ び, (2) そ う し て have ら れ る series の 収 beam が, yuan 々 の の detailed に intense interactions between atoms く dependent す る こ と, と い う not self-evident な nature を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0, する う た た "Minority physics" <s:1> Analysis を <s:1> ように ように "many-body physics" へ拡 zhang する discussion on た. こ れ ら result の a は に both original の が penned で き る Duan Jie に ま と ま っ て お り, be performance (1) の も の と close わ せ, annual to pen に む り group to fixed で あ る.

项目成果

Strong-coupling effects on thermodynamic properties of a normal Bose-Fermi mixture with a tunable hetero-pairing interaction

具有可调异质配对相互作用的正常玻色-费米混合物的热力学性质的强耦合效应

• 发表时间: 2021
• 作者: 柳原 瑞士;佐古 真;有澤 光弘;村井 健一;Koki Manabe and Yoji Ohashi
• 通讯作者: Koki Manabe and Yoji Ohashi

冷却Fermi原子気体における複合分子間相互作用：多体相互作用の視点から

冷却费米原子气体中复杂的分子间相互作用：从多体相互作用的角度来看

• 发表时间: 2022
• 作者: Takei Yuki;Tsuna Daichi;Kuriyama Naoto;Ko Takatoshi;Shigeyama Toshikazu;真辺幸喜，大橋洋士
• 通讯作者: 真辺幸喜，大橋洋士

冷却Bose-Fermi混合原子気体における複合分子間相互作用

冷却玻色-费米混合原子气体中复杂的分子间相互作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 柳原瑞士;村井健一;岸本直樹;阿部人和;三隅将吾;有澤光弘;真辺幸喜，大橋洋士
• 通讯作者: 真辺幸喜，大橋洋士

Isothermal compressibility and effects of multibody molecular interactions in a strongly interacting ultracold Fermi gas

强相互作用超冷费米气体中的等温压缩性和多体分子相互作用的影响

• DOI: 10.1103/physreva.106.033308
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Daichi Kagamihara;Ryohei Sato;Koki Manabe;Hiroyuki Tajima;Yoji Ohashi
• 通讯作者: Yoji Ohashi

Thermodynamics of a strongly-interacting Bose-Fermi mixture: Emergent deconfinement crossover and QCD-like phase diagram

强相互作用玻色-费米混合物的热力学：紧急解禁交叉和类 QCD 相图

• 发表时间: 2023
• 作者: 武井勇樹;津名大地;黄天鋭;茂山俊和;Koki Manabe and Yoji Ohashi
• 通讯作者: Koki Manabe and Yoji Ohashi