KiPAS研究简介大桥宏(Hiroshi Ohashi)-量子场论的发展,能够定量分析和预测强相关的量子多体现象



庆应义University大学基础科学与基础工程研究所(KiPAS)研究简介
物理系,大桥宏

物理学系的大桥浩史教授正在与大谷大辅博士一起研究量子凝聚现象的理论,在量子凝聚现象中,超导和超流体现象在粒子之间的相互作用中起着核心作用。

“我的主题是建立一个可以定量研究强相关的量子多体系统的理论的问题。在现代物理学中,粒子的量子性质和粒子之间的相互作用是这是一个非常重要的因素,例如,有一种现象称为超导性,这是由于粒子之间的相互作用产生了一个称为库珀对的分子,从而导致了一种称为玻色-爱因斯坦凝聚的量子凝聚。实现了。
当时,粒子之间的相互作用非常重要,如何加强形成库珀对的相互作用是实现人类尚未意识到的室温超导的关键。被认为是。 ”

当前,当金属在室温下通电时,会产生电阻,并且在输送电时会损失大量的电。
然而,如果在-100℃或更低的超低温下将金属置于超导状态,则电阻完全消失,并且可以有效地操作电力而没有功率损失。因此,如果可以在室温下实现这种超导状态,我们可以期待技术上的创新以及基础科学的进步。
Ohashi教授认为,为了实现人类梦dream以求的室温超导性,有必要在粒子之间的相互作用中添加量子因子,这在理论上是很难处理的。
通过充分利用分析和数值计算,我们为强相关的量子多体系统建立了可靠的理论。

“我们要做的一件事是手工计算,但是仅通过这种分析计算很难与现实进行比较。因此,除了分析计算之外,我们还需要数值。结合使用计算,我们采用一种方法来计算无法使用计算机手动解决的零件,以至可以与实验进行比较。”

Ohashi教授正在整合通过冷却的费米原子气体实现的超流动性,费米原子气体是最近实现的人工量子多体系统。
冷却的费米原子气体具有划时代的功能,可以通过实验自由,精确地控制各种材料参数,这些参数控制着系统的物理特性,包括粒子之间的相互作用,这对于实现超流体状态至关重要。我有通过使用它,可以通过使用实际存在的量子多体系统(即冷却的原子气体)来毫无疑问地详细验证所构建理论的有效性和问题。

我正在使用冷原子系统中称为P波的相互作用进行超流体现象的研究,尤其是考虑到“波动”的影响,当相互作用在理论上变强时,该波动就变得很重要。 ,我使用计算机计算各种物理量,例如状态密度,光谱强度,相图等。 ”
“例如,在实验上,尚未实现P波超流动性。例如,当超流动性降低时,温度会变成什么温度?从理论上讲可以澄清这些事情。”

“目前,已经对冷却的费米原子气体进行了各种实验,并且已经可以测量各种热力学量。”
“我知道,仅将相互作用的影响纳入理论中是无法解决的。如何克服这一问题。目前,我必须从理论的基础上进行思考,但要克服这个问题否则,费米子系统的超流体理论将无法最终完成,因此我想找到一种在未来五年内克服它的方法。”