研究課題

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今現在強く興味をもっていること

現在は、主にメゾスコピック系と呼ばれる、1μm程度のスケールの系で起こる独特の物理を議論しようとしています。

中心として考えていることは、ジョセフソン接合をつかった微小接合系です。ジョセフソン接合とは、超伝導体を重ねて作った素子で、量子コンピュータが実現できる物理系の候補の1つです。つまり、量子力学効果特に重ね合わせ状態をよく再現できる物理系です。この量子力学的な状態をそとからかける電流や電圧によって制御できます。量子コンピュータ自体の実現はまだまだ先でしょうけれども、その途上で見つけられるであろう、新しい現象を探っています。具体的には、クーロン相互作用による多体効果、クーロンドラッグ、環境の影響、ノイズの評価、非平衡状態の特性、などを中心に探ろうとしています。また、超伝導体を用いたジョセフソン接合とは対照的な系として、半導体を用いた量子ドットにおいても、重ね合わせ状態の実現やそれが伝導に及ぼす影響を探っていきたいと考えています。

また平行して、非線形物理学における諸現象(カオス、パターン形成、レヴィフライト)が量子系において何を通してみられるのかと、探っていこうとしてます。抽象的な議論ではなく、現実に実現できる(できた)物理系に対する具体的な計算を行おうとしています。多次元の量子トンネル現象も、このテーマに含まれています。

これまでの仕事

1.長いジョセフソン接合における巨視的量子効果

長いジョセフソン接合を舞台にして、超伝導体の渦糸(ヴォルテックスとよばれる量子化された渦電流)の量子効果を探ることができます。私の論文が契機になって、ドイツの実験グループが実験をしようとしています。

2.摩擦のあるタイトバインディグ模型の特性

摩擦を調和振動子で取り入れておき、摩擦が弱いときをきっちりと解きました。すると状態密度が低エネルギー側でデルタ関数型で発散するなど、摩擦が多大な影響を与えることを示しました。またこの解析法を用いて、微小なジョセフソン接合に対する環境の影響を議論しました。

3.核形成における不純物効果

一次相転位は、安定相の核形成が引き金になります。最近は量子トンネル効果による核形成が議論されるようになってきました。そこ局所不純物ポテンシャルの元で、外部パラメータを変えて、核形成確率がどのように変化するかをしらべました。結果は、核形成の次元クロスオーバーという考えですっきり説明できることを示しました。

その他に興味をもっていること

1.超伝導体における構造

2.物質中の欠陥や軽い元素の量子拡散

3.多自由度系における量子トンネル効果

4.動的平均場

5.アンドレーエフ散乱の物理

6.熱力学の第2法則の意味と非平衡系への拡張

7.株価の変動の数理モデル(データはある。誰か解析してくれー)

8.大学教養課程教育


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