散逸と駆動の下にある量子多体系の理論的記述と応用

耗散驱动下量子多体系统的理论描述与应用

• 批准号: 21K13852
• 负责人: 池田 達彦
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research (2022)The University of Tokyo (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13852/
• 关键词: 周期駆動系; 高強度レーザー; フロケ状態; 量子多体系; 開放量子系; 非平衡定常状態; 量子スピン系; 周期駆動; 散逸

本年度は、現実の固体物質に高強度レーザーを照射した際に形成され運動するフロケ状態について理論的に研究を行なった。フロケ状態は完全に周期的で永続する外場のもとでかつ散逸が全くない理想的な場合には見通しの良い理論が存在する。しかし、実験で用いられるパルスレーザーは時間的周期性を完全には持たず、また固体中の電子の運動は散逸の影響を受けるため、フロケ状態のダイナミクスをどのように解釈・測定するかは十分に理解されていない。本年度の研究内容の１つとして、パルスレーザー中のフロケ状態のダイナミクス、特にそのLaudau-Zener型状態遷移の定量的理論を構築した。幅の広いパルスレーザー中のダイナミクスは、パルス包絡線に沿ったフロケ状態の断熱遷移とみなせるが、２つの擬エネルギーが近付き準位反発を起こす近傍においては非自明な状態混合が起こる。この混合を定量的に正しく記述する転送行列を構築し、これによりパルスレーザー中の複雑なダイナミクスをフロケ状態を基準に定量的に正しく把握することが可能になった。研究内容の２つ目は、このようなフロケ状態の断熱的・非断熱的ダイナミクスの固体物質における観測である。基底状態と励起子準位が実効的な２準位系をなすWSe2において、中赤外パルスレーザーによる高調波測定が行われ、励起子準位のブロードニングなど通常と異なる特徴が見出された。これはパルス包絡線に沿って時間的変化するフロケ準位として解釈できることが示された。間接的な証拠ではあるが、固体物質中で形成され運動するフロケ状態の痕跡を捉えた先駆的で重要な成果と言える。研究内容の３つ目は、ディラック半金属候補物質Cd3As2の中赤外パルスレーザー照射中に生じる非平衡電気伝導度の分散型変化である。現象論的な散逸を考慮に入れた微視的モデルによる解析を行い、フロケ理論に基づく解釈を与えた。

This year, we will conduct theoretical research on the formation of high intensity radiation on solid substances. A perfect periodic state exists only in perfect conditions. The periodicity of time is fully understood, and the movement of electrons in solids is affected by the periodicity of time. This year's research content includes: 1. Quantitative theory of Laudau-Zener type state transition in the process of state transition The heat transfer between the two states along the envelope of the amplitude and the amplitude of the envelope of the envelope is the beginning of the near field reaction. This is a mixture of quantitative and qualitative information, such as the structure of the transmission line, the status of the transmission line, and the quantitative and qualitative information. Research content: 2. The state of thermal insulation and non-thermal insulation of solid matter The characteristics of the base state and excitation level are shown in the table below. The envelope of the object changes along time. Indirect evidence of the formation of a solid state of motion in the form of a trace of a prior event 3. Non-equilibrium electrical conductivity and dispersion-type transformation of Cd3As2 under irradiation. Phenomenological dispersion is taken into account in the analysis of Weishi app, and the basic solution of micro-vision is discussed.

项目成果

Analytical WKB theory for high-harmonic generation and its application to massive Dirac electrons

高次谐波产生的解析WKB理论及其在大质量狄拉克电子中的应用

• DOI: 10.1103/physrevb.104.l140305
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Taya Hidetoshi;Hongo Masaru;Ikeda Tatsuhiko N.
• 通讯作者: Ikeda Tatsuhiko N.

トロッター分解と量子多体ダイナミクス

Trotter 分解和量子多体动力学

• 发表时间: 2023
• 作者: Ikeda Tatsuhiko;Chinzei Koki;Sato Masahiro;池田達彦
• 通讯作者: 池田達彦

フロケ・エンジニアリング ―有効ハミルトニアンから時間結晶まで―

Floquet Engineering - 从有效的哈密顿量到时间晶体 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 池田達彦

Floquet ground state in periodically-driven many-body quantum systems

周期性驱动多体量子系统中的Floquet基态

• 发表时间: 2022
• 作者: Tatsuhiko N. Ikeda

固体における離散時間結晶の臨界性と安定性の解析

固体中离散时间晶体的临界性和稳定性分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yosuke Kayanuma;Tatsuhiko N. Ikeda;Satoshi Tanaka;池田達彦
• 通讯作者: 池田達彦