量子物性


Spinon_moving
絶対零度における量子液体中を動くスピノン量子。楕円は量子スピン対が作るシングレットと呼ばれる量子状態。スピノンがシングレット中を動くためにはシングレットの並べ替えが必要となり、様々な興味深い現象を引き起こす。
By Thehintsch (Own work) [CC BY-SA 3.0 or GFDL], via Wikimedia Commons

物質の構成要素である電子は量子力学に従い、量子と呼ばれます。量子は異なる状態の重ね合わせになることができ、ニュートン的な世界観とは大きく異なる世界の住人です。

そのような量子が多数の要素が集まった量子多体系は、我々の住む世界観からは予想できないエキゾチックな現象(量子物性)の宝庫であり、物理学研究の最前線となっています。

例えば、量子揺らぎにより絶対零度でも固まらない量子液体、量子揺らぎにより起こる量子相転移現象は量子多体系特有の現象として、活発な研究が理論と実験両分野で行われています。

我々は、スーパーコンピュータ「京」(2011年世界ランク最高1位)、及び、ポスト「京」のプロジェクトに参加し、これらの問題に挑戦しています。

参考文献: 理化学研究所 計算科学研究機構 広報誌「計算科学の世界」No.11 (2015年10月22日発行)
インタビュー記事「物質の中に宇宙が見えてくる(スケールを超える臨界現象を探す)」

助教 原田 健自

京都大学 情報学研究科 先端数理科学専攻 非線形物理学講座