強結合冷却原子気体を用いた中性子星・核物質の定量的理論研究

本年度は、(1)非対称核物質の超伝導・超流動相転移温度に対する相互作用効果、(2)マルチバンド超流動・超伝導のBCS-BECクロスオーバー、(3)極低温原子気体の集団励起、(4)フェルミポーラロンの非平衡ダイナミクスの研究を行った。(1)では、前年度に開発した4成分NSR理論を用い、中性子星内部の一様核物質を想定した密度領域においてS波中性子超流動およびS波陽子超伝導の相転移温度を計算し、陽子-中性子間の強い引力相互作用が両者にどのような影響を与えるかを調べた。前者に比べ、後者の陽子超伝導は陽子-中性子間引力により抑制されやすい傾向にあることがわかった。(2)では、BCS-BECクロスオーバーが実現されている鉄系超伝導体を想定し、2バンド系において上バンドの引力が強い場合のBCS-BECクロスオーバーにおける超伝導揺らぎの効果を調べた。1粒子状態密度の計算も行い、その結果から擬ギャップがどのようにふるまうかも明らかにした。(3)については、特にユニタリーフェルミ気体のスピンダイポール振動の解析を行った。Green関数法と局所密度近似を組み合わせた手法により、スピンダイポール振動数の実験結果の説明に成功した他、スピンダイポール振動から得られるBCS-BECクロスオーバーの相図を提案した。(4)では、トラップ中でのポーラロンクラウド間の衝突のシミュレーションを行い、密度分布の時間発展などにポーララロンの縮退圧やポーラロン間相互作用の効果が現れることを示した。また、ポーラロンが量子ポイントコンタクトで結合している場合にスピン輸送に励起状態のポーラロンの情報が現れることを示した。

本年度は、(1)非対称核物質の超伝導・超流動相転移温度に対する相互作用効果、(2)マルチバンド超流動・超伝導のBCS-BECクロスオーバー、(3)極低温原子気体の集団励起、(4)フェルミポーラロンの非平衡ダイナミクスの研究を行った。(1)では、前年度に開発した4成分NSR理論を用い、中性子星内部の一様核物質を想定した密度領域においてS波中性子超流動およびS波陽子超伝導の相転移温度を計算し、陽子-中性子間の強い引力相互作用が両者にどのような影響を与えるかを調べた。前者に比べ、後者の陽子超伝導は陽子-中性子間引力により抑制されやすい傾向にあることがわかった。(2)では、BCS-BECクロスオーバーが実現されている鉄系超伝導体を想定し、2バンド系において上バンドの引力が強い場合のBCS-BECクロスオーバーにおける超伝導揺らぎの効果を調べた。1粒子状態密度の計算も行い、その結果から擬ギャップがどのようにふるまうかも明らかにした。(3)については、特にユニタリーフェルミ気体のスピンダイポール振動の解析を行った。Green関数法と局所密度近似を組み合わせた手法により、スピンダイポール振動数の実験結果の説明に成功した他、スピンダイポール振動から得られるBCS-BECクロスオーバーの相図を提案した。(4)では、トラップ中でのポーラロンクラウド間の衝突のシミュレーションを行い、密度分布の時間発展などにポーララロンの縮退圧やポーラロン間相互作用の効果が現れることを示した。また、ポーラロンが量子ポイントコンタクトで結合している場合にスピン輸送に励起状態のポーラロンの情報が現れることを示した。