量子流体の非平衡ダイナミクスの理論的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

量子流体である希薄原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)が2種類混ざり合った混合系2成分BECにおいて、循環の量子化された渦(量子渦)が重なった状態でそれぞれが反対向きに回転する状態の不安定性とその不安定性によって引き起こされる非平衡ダイナミクスについての研究を論文にまとめ、Phys. Rev. Aに投稿、受理された。また、混合系2成分BECにおける対向超流動不安定性によって生成される2成分量子乱流について、そのエネルギースペクトルを数値シミュレーションにより研究を行った。2成分量子乱流は1成分量子乱流と比べて古典乱流との比較を行い易く、量子乱流に特徴的な渦の振る舞いの観察に加え、古典乱流で議論されている統計量を議論できる。2成分量子乱流は初期の相対速度によって乱流状態での渦の濃さが変化するが、今回の研究で初期の相対速度によって乱流のエネルギースペクトルが変化することが分かった。これは、乱流の統計的性質、乱流を構成する渦の配置や状態が相対速度によって変化していることを表していると考えられる。そのため、このエネルギースペクトルの違いを理解することはどのような渦の状態がどのようなエネルギースペクトルを生み出しているかの理解につながり、乱流研究における大きな一歩となる。