極低温極性フェルミ気体における正常相－超流動相転移現象と集団励起の解明

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研究題目：極低温フェルミ原子ガス超流動におけるp波Cooperペア振幅研究目的：双極子フェルミ気体でも期待されているp波超流動を理論的に研究し、この異方的超流動を実現させる新しい用法を見い出した。本研究では、未だ実現されていないp波超流動原子気体を作る新しい実験の提案として、調和振動子トラップ中のs波超流動体において p波Cooperぺア振幅が誘起されるか理論研究した。研究背景：現在のところp波Feshbach共鳴が観測され実際にp波Feshbach分子が生成されているが、この分子は非弾性衝突が激しいため寿命が短く未だ超流動相まで冷却できていない。そこで我々は空間反転対称性を破ったs波超伝導/超流動中では p波のCooperペア振幅が誘起されることに着目した。そこで、調和振動子トラップポテンシャルが局所的に空間反転対称性を破ることに着目し、調和振動子トラップポテンシャル中のs波超流動体にp波Cooperペア振が誘起されるかを解析した。研究結果：まず我々は、局所的な空間反転対称性の破れに加えてspin対称性の破れがあるとp波Cooperペア振幅は誘起されることを理論的に示した。そこで空間反転対称性の破れに加えてspin対称性を破るシンプルで実現可能な系として、調和振動子トラップ周波数に差がある系と、調和振動子トラップポテンシャル中の質量インバランス系に着目し、s波超流動中にp波Cooperペア振幅が有限の値を持つかを検証した。また、p波Cooperペア振幅の実空間での構造を解明し、p波Cooperペアリングの対称性も解明した。さらにはp波Cooperペア振幅が実現する最適条件について議論した。