東京大学 竹内研究室主催で、下記のオンラインセミナーを開催いたします。奮ってご参加ください。なお、本セミナーは、新学術領域「情報物理学でひもとく生命の秩序と設計原理」が主催するIPBセミナーシリーズの一環として、共同開催となります。

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講演者：
足立 景亮 氏（理研BDR）

タイトル：
自己駆動量子多体系の相転移

アブストラクト：
外部エネルギーを用いて自己駆動する粒子系はアクティブマターと呼ばれ、フロッキング転移、モティリティ誘起相分離、ミクロ相分離といった非平衡特有の相転移現象が生じることが知られている [1]。このような相転移の性質は、古典モデルのシミュレーションや人工粒子系の観察などにより、近年理解が進んできた。一方、量子系に目を向けると、冷却原子系に代表される人工量子系の制御技術の発展に伴い、エネルギー流入や散逸を伴う開放量子系の研究が盛んに進められている。特に、非エルミートハミルトニアンによる有効記述を用いて、特有の臨界現象やトポロジカル相などが議論されてきた [2]。

このような背景のもと我々は、量子多体系におけるアクティブマターモデルを初めて提案し、古典系での自己駆動力が量子系では非エルミート性として表現されることを明らかにした [3]。このモデルでは、自己駆動力に起因した量子相転移が生じ、フロッキング状態やモティリティ誘起相分離状態の量子対応物が現れることがわかった。さらに、量子相転移が古典確率過程モデルにおける動的相転移に対応することを見出し、この対応を相図の解釈に利用した。また、このモデルは散逸を導入した光格子中の冷却原子気体によって実現できると考えられ、その実装方法も提案した。

セミナーでは、アクティブマターで生じる相転移について概説したあと、古典アクティブマターモデルに基づいて量子モデルを構築する方法を説明し、量子モデルの数値シミュレーション結果について議論する。

[1] G. Gompper et al., J. Phys. Condens. Matter 32, 193001 (2020).
[2] Y. Ashida, Z. Gong, and M. Ueda, arXiv:2006.01837.
[3] K. Adachi, K. Takasan, and K. Kawaguchi, arXiv:2008.00996.