2018年度セミナー

今年度前期は水曜日午後1時からセミナーを行います。 このセミナーの他にも、毎週月曜日10時30分から本郷理学部4号館3階1320号室にて行われる統計力学セミナーにも参加しています。

日程 時間 講演者 演題・要旨
04月25日(水) 13:00
中村統太さん
(芝浦工大)
ガウスカーネル法を用いて生データから臨界点を求める、物理量を求める 要旨
05月02日(水) 13:00
藤田浩之さん
(東大・押川研)
トポロジカル光波による磁性体制御 要旨
05月09日(水) 13:00
池田達彦さん
(東大物性研)
Floquet-Bloch理論による固体高次高調波の定式化と解析 要旨
05月23日(水) 13:00
鳩村拓矢さん
(東大・宮下研)
量子アニーリングにおける断熱時間発展の加速 要旨
05月30日(水) 13:00
長谷川雅大さん
(東大・加藤研)
単一準位量子ドットを介した断熱ポンピングの理論解析 要旨

第01回

講師:中村統太さん(芝浦工大)
日時:04月25日(水)午後1時〜
演題:ガウスカーネル法を用いて生データから臨界点を求める、物理量を求める
要旨:臨界現象を解析する有限サイズスケーリング法をカーネル法を用いて自動化する手法が原田 [1] によって提案されている。この手法は、スケーリング解析以外にも様々な応用が考えられる。その一つとして、エネルギーや磁化の生データから直接、臨界点や臨界指数を求める手法 [2] をここでは紹介する。話のポイントは、生データを表現するモデル関数がガウス関数の重ね合わせとして求まることにある。転移点はモデル化出来ない特異点として求まり、モデル関数の微分から高次の物理量や臨界指数も求まる。
 まず、有限サイズスケーリング法と correction-to-scaling などの問題点について説明する。次に、カーネル法の導入を行い、スケーリング解析への応用をレビューする。その後、データのモデル化による解析法を紹介する。

参考文献
[1] K. Harada, Phys. Rev. E 84, 056704 (2011).
[2] T. Nakamura, Phys. Rev. E 93, 011301(R) (2016).

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第02回

講師:藤田浩之さん(東大・押川研)
日時:05月02日(水)午後1時〜
演題:トポロジカル光波による磁性体制御
要旨:高強度・超短パルスレーザーの発生技術の進歩により、光による物質の観測・制御の高度化が進んでいる。レーザー駆動で実現する強い非平衡状態の理解とその機能開発は、物性物理学におけるフロンティアの1つとして、実験・理論の両面から活発に研究が進められている。
 我々は、ガウシアンレーザーを前提としてきた従来の光物性物理学を、非自明な空間的トポロジーを持ったレーザー光であるトポロジカル光波の利用によって拡張する可能性を模索している [1-3]。トポロジカル光波、特に光渦は、2014年のノーベル賞の受賞対象となった STED 顕微鏡の基盤技術であり、光学分野において活発な研究が成されている。しかし、物性物理学分野においてはその実態が周知されておらず、光物性物理の研究者でさえ、円偏光レーザーと混同しているケースが多々見られる。我々はこれまで、光渦の特異な空間的構造を利用した、磁性体へのトポロジカル欠陥の書き込み [1] や、光渦が運ぶ軌道角運動量の磁性体への転写 [2] の可能性を模索してきた。また最近では、トポロジカル光波の一種である偏光渦を利用した新たな物性測定手法の開発 [3] に取り組んでいる。本セミナーでは、我々のこれまでの取り組みと今後の展望について発表する。

参考文献
[1] H. Fujita and M. Sato, Phys. Rev. B 95, 054421 (2017).
[2] H. Fujita and M. Sato, Phys. Rev. B 96, 060407(R) (2017).
[3] H. Fujita and M. Sato, Submitted.

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第03回

講師:池田達彦さん(東大物性研)
日時:05月09日(水)午後1時〜
演題:Floquet-Bloch理論による固体高次高調波の定式化と解析
要旨:高強度レーザーパルスを気体に照射すると発生する高次高調波は、典型的な非線形光学過程によって生じ、その発生機構やアト秒科学への応用について詳しく研究がなされてきた。近年、固体からの高次高調波発生が観測され [1]、その発生機構について活発に議論がなされている。
 本セミナーでは、まず時間・空間の周期性を反映したFloquet-Bloch波動関数 [2] を用いた固体高次高調波の理論の定式化 [3] について議論する。続いて簡単な模型を用いた高次高調波スペクトルの解析結果を示す。特に、高調波の次数が上がっても強度が落ちないプラトーの発生機構やカットオフ次数の振る舞いについて議論する。

参考文献
[1] S. Ghimire et al., Nature Phys. 7, 138 (2011).
[2] F. H. M. Faisal et al., Phys. Rev. A 56, 748 (1997).
[3] T. N. Ikeda, K. Chinzei and H. Tsunetsugu, in preparation.

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第04回

講師:鳩村拓矢さん(東大・宮下研)
日時:05月23日(水)午後1時〜
演題:量子アニーリングにおける断熱時間発展の加速
要旨:量子アニーリングとは組合せ最適化問題をヒューリスティックに解くアルゴリズムの一つである [1]。この手法はD-Wave Systemsによる実装以来、実社会への応用も含めて大いに注目を集めている [2]。実用性のためには短い時間で実行できることが重要になってくるが、量子アニーリングは断熱時間発展に基づいているため正しい解を得るためには十分にゆっくりと時間発展させる必要がある。断熱時間発展の加速と呼ばれる理論では、このような断熱時間発展を任意の速さであたかも実現しているかのように状態を制御することができる [4]。本セミナーでは断熱時間発展の加速に関する新たなアイデアとその量子アニーリングへの応用、またそれがどのようなときにうまくいくかについて発表する [5]。

参考文献
[1] T. Kadowaki and H. Nishimori, Phys. Rev. E 58, 5355 (1998).
[2] 例えば東北大学量子アニーリング研究開発室のナレッジベース「T-Wave」 [3] の解説記事集.
[3] ナレッジベース「T-Wave」.
[4] (レビューとして)E. Torrontegui, et al., Adv. At. Mol. Opt. Phys. 62, 117 (2013).
[5] T. Hatomura and T. Mori, in preparation.

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第05回

講師:長谷川雅大さん(東大・加藤研)
日時:05月30日(水)午後1時〜
演題:単一準位量子ドットを介した断熱ポンピングの理論解析
要旨:系の緩和時間よりもゆっくりと周期操作を行うことで、熱や電子を熱浴から熱浴へ運ぶ現象を断熱ポンピングという [1]。断熱ポンピングは、その駆動速度に依らず一周期でポンプされる熱や電子の量が一定であるという特性を持ち、特に量子ドット系での断熱ポンピングは、ナノスケール量子回路の電流標準等のデバイス応用が期待されている。断熱ポンピングの駆動速度は系の緩和時間によって制限されるため、デバイスとしての駆動を速くするためには、電子浴と量子ドット間の結合が強い領域で生じる緩和時間を短い量子ドットのコヒーレント輸送を利用すべきである。本セミナーでは、コヒーレント輸送領域における量子ドットを介した、断熱電荷ポンピングの理論研究について、特に以下の2つのテーマについて議論する。
  1. 量子ドット内の電子間にクーロン相互作用が働く場合に生じる電子相関効果がどのようにポンピングに影響するか? [2]
  2. 電子浴のバンド構造はポンプ電荷の量子化される値をどのように変化させるか? [3]

参考文献
[1] D. J. Thouless, Phys. Rev. B 27, 6083 (1983).
[2] M. Hasegawa and T. Kato, J. Phys. Soc. Jpn. 87, 044709 (2018).
[3] M. Hasegawa, É. Jussiau, and R. S Whitney, in preparation.

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