磁気多極子秩序相に関連するトポロジカル励起、スピン液体相、カイラル相の理論的研究

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平成26年度の研究の継続として、沖縄科学技術大学院大学のShannon氏、東京大学の赤城氏との共同研究で、二次元三角格子上Bilinear-Biquadratic模型上の反SU(3)点におけるトポロジカルソリトンに関する理論的解析を行った。本ソリトンは3種の合計がゼロの整数で分類され、また異なる素のソリトン間では斥力相互作用が現れるという、これまでのソリトンでは見られたことのない性質を持つことが理解された。本ソリトンはQ ballのような保存則とダイナミクスにより、反SU(3)点だけでなく、そこに隣接する反磁気多極子秩序相、120度反強磁性相で観測される可能性がある。反SU(3)点における秩序変数空間はSU(3)/U(1)*U(1)で与えられ、それはU(1)*U(1)の新しいスピン液体相が隣接していることも理解される。また、磁性体だけでなく反SU(3)Mott絶縁体は冷却原子系でも実現可能性が提案されており、本ソリトンは冷却原子系でも観測されることが期待される。本成果はPhysical Review A誌のRapid communicationに掲載された。また二次元三角格子上Bilinear-Biquadratic模型上の反SU(3)点以外のパラメータ領域におけるトポロジカル励起に関して、ホモトピー論と数値的アプローチにより網羅的に解析を進めている。多種多様なトポロジカル励起が見られており、本成果は現在論文にまとめている。