光学格子中に捕捉された極低温混合原子集団の数値解析

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本研究では実験的にも実現されている、磁場による捕捉ポテンシャル中にボーズ粒子とスピン偏極したフェルミ粒子を共に閉じ込めた異核原子の混合系を対象に、理論的数値計算を行った。特に近年当該分野で注目を集めている、擬周期ポテンシャル中での局在現象の解明に集中的に取り組んだ。不規則格子中のボーズ粒子とフェルミ粒子では、それぞれ単一成分で存在するときには異なる相状態をとることが一般的に知られている。また昨年までの研究で、ボーズ・フェルミ間相互作用をコントロールすることで、それぞれの局在相と流動相に影響を与え、特定のパラメタ領域に新しい相が出現することが分かった。しかしその原因を解明するには至らなかった。当該年度では、運動量空間の分布や性質を調べることで、新しく現れるそれぞれの相を特徴づける物理量を決定することができた。そのことから具体的には、互いの原子が感じる有効的な格子ポテンシャルが変化し、互いの相に影響を及ぼしあっていることが原因であることが分かった。また、粒子数を固定したカノニカル計算を行うことで、ボーズ粒子数とフェルミ粒子数の比で現れる相が異なることも分かった。この結果は、これまで繰り込み群による解析的な結果では見ることができなかったもので、量子モンテカルロ法による精密な数値計算によって初めて明らかになったため、意義のある結果といえる。擬周期ポテンシャルは実験的にも作り易く、ここで得られた結果は実験的にも検証可能であることから、注目が集まることが期待される。