量子モンテカルロ法による新しい量子状態の探索

使用量子蒙特卡罗方法搜索新的量子态

• 批准号: 18043010
• 负责人: 高木 丈夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18043010/
• 关键词: 低次元系; ヘリウム; 経路積分; ボーズ粒子; 超流動; サイズ効果; 数値計算; 量子モンテカルロ; ヘリウム4; ヘリウム3; 二次元系; 制限された空間; ボーズ凝縮; 渦; Binderパラメター

数値計算技法のひとつである経路積分量子モンテカルロ法を用いて、ナノスケールの半径を持つケージ中に数個のヘリウム4原子を閉じ込め、幾何形状に起因する粒子交換の影響を調べた。まず、ケージの表面を鏡面とし吸着ポテンシャルを無視したモデルを提案した。これは、制限された空間では運動エネルギーの効果が大きく、吸着ポテンシャルが粒子交換に与える影響は小さいと考えられることによる。一方で、粒子間ポテンシャルは厳密に取り入れ剛体芯に起因する幾何学的フラストレーション効果を取り入れた。その結果ケージが十分狭く、粒子数が4個のとき、粒子は正四面体の頂点位置に配置して、粒子交換が起こらずにボーズ統計性を示さなくなることが理解され、論文にまとめた。回転する円筒状エアロジェル中の超流動ヘリウム3B相の織目構造を計算した。これにより、エアロジェル中においてもフレアアウト状のn-ベクトル構造が存在し、それに伴う核磁気共鳴信号が得られていることが判明した。さらにこの信号を解析することで、エアロジェルの異方性が秩序状態に強く影響を与えていることが理解され、成果を論文にした。グラファイト上に吸着されたヘリウム原子が作る構造を、経路積分量子モンテカルロ法を用いて解析した。Binderパラメターを利用してサイズ効果を観測することで、吸着第二層目の融解温度を決定したところ、実験とよく合う値が得られた。また、第二層目の安定な配置構造を提案した。この結果については、現在論文を作成中である。

The numerical calculation techniques の ひ と つ で あ る 経 path integral of quantum モ ン テ カ ル を ロ method with い て, ナ ノ ス ケ ー ル の radius を hold つ ケ ー ジ に in several の ヘ リ ウ ム 4 atoms を closed じ 込 め, geometric shapes, cause に す る particle exchange の を adjustable べ た. ま ず, ケ ー ジ の を mirror surface と し sorption ポ テ ン シ ャ ル を ignore し た モ デ ル を proposal し た. こ れ は, limit さ れ た space で は movement エ ネ ル ギ ー の unseen fruit が big き く, sorption ポ テ ン シ ャ ル が particle exchange に and え る は small effect さ い と exam え ら れ る こ と に よ る. Party で, between particles ポ テ ン シ ャ ル は 厳 dense に take り れ rigid core に cause す る geometry フ ラ ス ト レ ー シ ョ ン unseen fruit を take り れ た. そ の results ケ ー ジ が very narrow く が 1-4, particle の と き, particle は regular tetrahedron の vertex positions に configuration し て, particle exchange が こ ら ず に ボ ー ズ statistical を shown さ な く な る こ と が understand さ れ, paper に ま と め た. The structure of the <s:1> superfluid ヘリウム3B phase <s:1> mesh in the 転する cylindrical エアロジェ を calculation of <s:1> た. こ れ に よ り, エ ア ロ ジ ェ ル in に お い て も フ レ ア ア ウ ト shape の n - ベ ク ト ル tectonic が し, そ れ に with う nuclear magnetic 気 resonance signal が very ら れ て い る こ と が.at し た. さ ら に こ の signal analytical す を る こ と で, エ ア ロ ジ ェ ル の square difference が order status に strong く influence を え て い る こ と が understand さ result を れ, に し た. グ ラ フ ァ イ ト に on sorption さ れ た ヘ リ ウ ム atomic が を る structure, 経 path integral of quantum モ ン テ カ ル を ロ method with い て parsing し た. Binder パ ラ メ タ ー を using し て サ イ ズ unseen fruit を 観 measuring す る こ と で, smoking a second item の melting temperature を decided し た と こ ろ, be 験 と よ く close う numerical が must ら れ た. Youdaoplaceholder0, second-level objective <s:1> stability な configuration construction を proposal た た. The <s:1> result is に に に て て である, and the current paper を is in the process of である.

项目成果

狭い円筒容器での超流動3He-A相の渦状態

窄圆柱形容器中超流 3He-A 相的涡旋态

• 发表时间: 2008
• 作者: R. Masutomi;T. Mochizuki;M. Hio;Y. Tsuji;T. Okamoto;Y. Nakamura;T.Kunimatsu;高木 丈夫
• 通讯作者: 高木 丈夫

Path Integral Calculation of 4He in Zero-Dimensional Nanocage Model

零维纳米笼模型中4He的路径积分计算

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn. 77
• 作者: R. Masutomi;T. Mochizuki;M. Hio;Y. Tsuji;T. Okamoto;Y. Nakamura
• 通讯作者: Y. Nakamura

Quantum Fluid Dynamics of Rotating Superfluid 3He in Aerogel

气凝胶中旋转超流体 3He 的量子流体动力学

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Low Temp. Phys. 150
• 作者: R. Masutomi;T. Mochizuki;M. Hio;Y. Tsuji;T. Okamoto;Y. Nakamura;T.Kunimatsu
• 通讯作者: T.Kunimatsu

高速回転下における超流動ヘリウム3-A相

高速旋转下的超流氦3-A相

• 发表时间: 2007
• 作者: R.Hanninen;M.Tsubota;W.F.Vinen;泉 名健
• 通讯作者: 泉 名健

Multi-Vorticity State of Superfluid 3He in a Narrow Cylinder

窄圆柱体中超流体 3He 的多涡度态

• 发表时间: 2007
• 作者: R. Masutomi;T. Mochizuki;M. Hio;Y. Tsuji;T. Okamoto;Y. Nakamura;T.Kunimatsu;高木 丈夫;泉名 健;石黒 亮輔;T. Takagi;T. Takagi
• 通讯作者: T. Takagi