物性物理学特論第三   Special Topics in Solid State Physics III

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担当教員
大橋 洋士 
使用教室
集中講義等   
単位数
講義:1  演習:0  実験:0
講義コード
17503
シラバス更新日
2011年3月24日
講義資料更新日
2011年3月23日
学期
前期

講義概要

 2004年に40K、6Liのフェルミ原子気体で実現された新しい超流動は、Feshbach共鳴と呼ばれるユニークな機構によって粒子間の相互作用を自在に制御できるという画期的な性質を有している。この特長を最大限活かして実現されたのがBCS-BECクロスオーバー現象(粒子間引力相互作用が強くなるにつれ、超流動の性質が、金属超伝導で議論されてきたBCS状態から、強く結合した分子ボソンのBose-Eienstein凝縮(BEC)へと連続的に移行する現象)であり、これにより、従来別々に研究されてきたフェルミ粒子系超流動(金属超伝導など)とボーズ粒子系超流動(超流動4Heや希薄ボーズガスBECなど)を統一的に捉えることができるようになった。両者の中間領域(クロスオーバー領域)は、強結合効果による超流動揺らぎが支配する状況として注目を集めているのみならず、銅酸化物超伝導に代表される強相関系超伝導研究にも役立つものと期待されている。
 この講義では、発展著しいフェルミ原子ガス超流動について、BCS-BECクロスオーバー現象に焦点を当てた解説を行う。この系の特徴について概観したあと、超流動現象を粒子の統計性、及び、Bose-Einstein凝縮という視点から解説、同様の視点からBCS-BECクロスオーバーがどのように(直感的に)理解できるかを述べる。次に、超流動の微視的理論を解説、BCS-BECクロスオーバー現象を理論的に扱う方法について説明する。

講義の目的

 2004年に40K、6Liのフェルミ原子気体で実現された新しい超流動は、Feshbach共鳴と呼ばれるユニークな機構によって粒子間の相互作用を自在に制御できるという画期的な性質を有している。この特長を最大限活かして実現されたのがBCS-BECクロスオーバー現象(粒子間引力相互作用が強くなるにつれ、超流動の性質が、金属超伝導で議論されてきたBCS状態から、強く結合した分子ボソンのBose-Eienstein凝縮(BEC)へと連続的に移行する現象)であり、これにより、従来別々に研究されてきたフェルミ粒子系超流動(金属超伝導など)とボーズ粒子系超流動(超流動4Heや希薄ボーズガスBECなど)を統一的に捉えることができるようになった。両者の中間領域(クロスオーバー領域)は、強結合効果による超流動揺らぎが支配する状況として注目を集めているのみならず、銅酸化物超伝導に代表される強相関系超伝導研究にも役立つものと期待されている。
 この講義では、発展著しいフェルミ原子ガス超流動について、BCS-BECクロスオーバー現象に焦点を当てた解説を行う。この系の特徴について概観したあと、超流動現象を粒子の統計性、及び、Bose-Einstein凝縮という視点から解説、同様の視点からBCS-BECクロスオーバーがどのように(直感的に)理解できるかを述べる。次に、超流動の微視的理論を解説、BCS-BECクロスオーバー現象を理論的に扱う方法について説明する。

講義計画

1.フェルミ原子ガス超流動概観
2.フェルミ統計とボーズ統計、ボーズアインシュタイン凝縮
3.BCS-BECクロスオーバーとなにか
4.フェルミ原子ガス超流動の理論

教科書・参考書等

 

関連科目・履修の条件等

 

成績評価

 

担当教員の一言

 

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