非エルミート系特有のトポロジカル量子現象探索

寻找非厄米系统特有的拓扑量子现象

• 批准号: 20K14373
• 负责人: 大熊 信之
• 金额: $ 2万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14373/
• 关键词: 非エルミート系; トポロジカル物性; トポロジカル現象; 電子相関系; 量子開放系; 非エルミート量子系

私はこれまでに、非エルミート行列のスペクトル理論をトポロジカル物質科学の観点から調べ、非エルミート現象のトポロジカルな側面を明らかにしてきた。一方、これらの理論は数理的なものにとどまっており、実際の物質科学への応用という観点での課題は多く残っている。本年度は主に非エルミート現象を具体的にボソン系Green関数の系に応用する研究を行った。ボソン系ボゴリューボフ-ドジャン(BdG)方程式は、散逸が存在しない場合においてもそのハミルトニアンのエネルギー固有値問題が非エルミートスペクトル理論で記述できることが知られている。私はBdG方程式に由来する非エルミート性と散逸に由来する非エルミート性が競合する状況を調べるため、南部形式のGreen関数を用いた定式化を行った。この定式化で2つの非エルミート性がある時の粒子正孔対称性の形を明らかにすると共に、非エルミート系特有の境界現象である「非エルミート表皮効果」により引き起こされる全く新しい境界現象を発見した。これらの成果は論文として出版されている。以上の他に、非エルミートトポロジカル現象に関するレビュー論文を執筆し、2023年4月1日に出版された。また、非エルミートトポロジカル現象に関する研究成果が認められ、日本物理学会の若手奨励賞 (領域4)を受賞した。

我先前从拓扑材料科学的角度研究了非弱点基质的光谱理论，揭示了非热门现象的拓扑方面。另一方面，这些理论仍然是数学上的，并且考虑到对材料科学的实际应用，许多挑战仍然存在。今年，我们主要对专门应用于基于玻色子的绿色功能系统的非热词现象进行了研究。众所周知，即使不存在耗散，也可以通过非热光谱理论来描述玻色子bogoryubov-dojean（BDG）方程。我使用南方绿色功能来研究源自BDG方程和非散热性的非热性的竞争情况。当存在两个非富特性时，该公式揭示了粒子孔对称性的形状，并发现了由“非铁皮皮肤效应”引起的全新边界现象，这是一种非温和系统独有的边界现象。这些结果已作为论文发表。除上述内容外，他还撰写了有关非热拓扑现象的评论论文，并于2023年4月1日出版。此外，他关于非热拓扑现象的研究结果得到了认可，并获得了日本Young鼓励奖的物理学会（第4区）。

项目成果

非エルミート物理学とトポロジカル物理学の対応関係

非厄米物理学与拓扑物理学的对应关系

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Mizoguchi;Y. Kuno and Y. Hatsugai;Nobuyuki Okuma
• 通讯作者: Nobuyuki Okuma

Hermitian zero modes protected by nonnormality: Application of pseudospectra

• DOI: 10.1103/physrevb.102.014203
• 发表时间: 2020-07
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: N. Okuma;M. Sato

Quantum anomaly, non-Hermitian skin effects, and entanglement entropy in open systems

• DOI: 10.1103/physrevb.103.085428
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: N. Okuma;M. Sato

Non-Hermitian Topological Phenomena: A Review

• DOI: 10.1146/annurev-conmatphys-040521-033133
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Annual Review of Condensed Matter Physics
• 影响因子: 22.6
• 作者: N. Okuma;Masatoshi Sato

Boundary-dependent dynamical instability of bosonic Green's function: Dissipative Bogoliubov?de Gennes Hamiltonian and its application to non-Hermitian skin effect

玻色子格林函数的边界依赖性动力学不稳定性：耗散 Bogoliubov?de Gennes 哈密顿量及其在非厄米集肤效应中的应用

• DOI: 10.1103/physrevb.105.224301
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Hudson Thomas;van Meurs Patrick;Peletier Mark;R. Oizumi and H. Inaba;Okuma Nobuyuki
• 通讯作者: Okuma Nobuyuki