光格子中冷却原子系における量子凝縮相の動的性質と多体効果

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本年度は、ボースフェルミ混合系(特に二成分フェルミ原子と一成分ボース原子混合系)と、乱れを含んだ引力相互作用する二成分フェルミ原子系の解析を行った。1)冷却原子を光学格子に閉じ込めた光格子系が新たな量子多体系として注目を集めている。ここでは、この系において高い制御性のもとに実現可能となったボースフェルミ混合系に着目し、二成分フェルミ原子と一成分ボース原子の混合系の解析を行った。解析手法として、近年開発されたボース自由度を含む動的平均場理論を用いた。得られた結果として、フェルミ・フェルミ原子間の相互作用を変化させることにより、フェルミ原子とボース原子がともに密度波である状態から、フェルミ原子がスピン密度波でかつ、ボース原子がBEC状態への相転移が存在することを明らかにした。2)近年、冷却原子光格子系において付加的なレーザーや異種原子を用いることで乱れを含んだ系を実現することが可能になった。そこでは、乱れの種類や引力・斥力相互作用などのさまざまなパラメータが制御可能であり、これらの効果が誘起するさまざまな現象を調べることが可能となった。そこで、乱れを含んだ引力相互作用をするハバード模型を考え、近年開発されたstastica1動的平均場理論を用いた解析を行った。特に乱れが誘起する超伝導一絶縁体転移に注目して解析を行った。得られた結果として、乱れの効果と引力相互作用効果が共存する結果、乱れの種類にかかわらず引力相互作用を大きくすることにより、転移の臨海乱れの値が小さくなることを明らかにした。