極低温分子気体で実現される新奇な超流動状態の理論的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度の研究として、まず、有限距離相互作用を持つBose-Einstein Condensation(BEC)を想定し、その基底状態および励起スペクトルを、平均場理論を基にした枠組みの中で数値的に計算・解析を行った。具体的には微視的ハミルトニアンに平均場近似を施し、基底状態を得る為のGross-Pitaevskii方程式と、線形応答の範囲でそれを展開したBogoliubov-de Gennes方程式を数値的に解いた。本研究で用いた箱形のシンプルな有限距離相互作用は、リドベルグ原子を用いて実効的に誘起されると考えられるが、このような長距離にわたる相互作用は、分子気体BECで存在する双極子相互作用にも有限距離の相互作用という観点で関係があることから、その基底状態および励起状態を調べるというのは、問題設定として適当である。この数値解析により、秩序パラメーターが周期的に振動するような特徴的な基底状態が実現することが明らかになり、さらに、その励起スペクトルより、振動周期に関連した有限の波数の励起モーが動的不安定性を表すことを示した。次に、同様にレーザー光で誘起される振動ポテンシャルの問題に取り組み始めた。レーザー光を用いることで、有限の距離でかつ空間振動する粒子間相互作用が実現することを共同研究者らと見出し、その解析を始めた。私の担当はそのような相互作用下でのBECの振る舞いを明らかにすることで、まずは平均場理論の枠組みで数値計算を行っている。このテーマはこの年度に始まったばかりであるが、粒子間の相互作用をファインチューニングできる可能性を提示し、それにより実現される秩序パラメーターが空間変調したBECの基底状態を予言できる点で新しい。今後更に発展させるべく順調に研究を進めている。