研究紹介

創発物性科学研究センター

量子多体ダイナミクス研究ユニット

ユニットリーダー 福原 武 (Ph.D.)
福原 武 (Ph.D.)

量子多体系の理解は、現代テクノロジーの発展に貢献してきました。更なる新物質開発や量子情報処理技術の進展のためには、これまでの平衡状態を主とした研究だけではなくダイナミクスの研究も重要となります。 当研究ユニットでは、極低温原子気体を用い、量子多体系の非平衡ダイナミクスの研究に取り組みます。極低温原子実験の特徴として、システムがシンプルであることとパラメーターや次元を容易に制御できることが挙げられます。特に、量子気体を光で作られた周期的なポテンシャル(光格子)中に導入した系は、強相関物理において重要なモデルを形成し、また量子情報処理の基盤としても役に立ちます。この系を用い、実時間・実空間でダイナミクスを測定し理解を深めるとともに、ダイナミクス制御の検証実験を行っていきます。

研究主分野

総合理工

研究関連分野

工学

キーワード

  • 量子情報
  • 量子シミュレーション
  • 量子ダイナミクス
  • 冷却原子
  • 光格子

主要論文

「*」は、理研外のみでの成果です。
  1. Phuc, N. T., Momoi, T., Furukawa, S., Kawaguchi, Y., Fukuhara, T., and Ueda, M.:
    "Geometrically frustrated coarsening dynamics in spinor Bose-Fermi mixtures"
    Phys. Rev. A 95, 013620 (2017).
  2. Fukuhara, T., Hild, S., Zeiher J., Schauβ, P., Bloch, I., Endres, M., and Gross, C.:
    "Spatially Resolved Detection of a Spin-Entanglement Wave in a Bose-Hubbard Chain"
    Phys. Rev. Lett. 115, 035302 (2015).
  3. *Schauβ, P., Zeiher J., Fukuhara, T., Hild, S., Cheneau, M., Macrì, T., Pohl, T., Bloch, I., and Gross, C.:
    "Crystallization in Ising quantum magnets"
    Science 347, 1455-1458 (2015).
  4. *Fukuhara, T., Schauß, P., Endres M., Hild, S., Cheneau, M., Bloch, I., and Gross, C.:
    "Microscopic observation of magnon bound states and their dynamics"
    Nature 502, 76-79 (2013).
  5. *Fukuhara, T., Kantian, A., Endres, M., Cheneau, M., Schauß, P., Hild, S., Bellem, D., Schollwöck, U., Giamarchi, T., Gross, C., Bloch, I., and Kuhr, S.:
    "Quantum dynamics of a mobile spin impurity"
    Nature Phys. 9, 235-241 (2013).
  6. *Endres M., Fukuhara, T., Pekker, D., Cheneau, M., Schauß, P., Gross, C., Demler, E., Kuhr, S., and Bloch, I.:
    "The ‘Higgs’ Amplitude Mode at the Two-Dimensional Superfluid/Mott Insulator Transition"
    Nature 487, 454-458 (2012).
  7. *Endres M., Cheneau, M., Fukuhara, T., Weitenberg, C., Schauß, P., Gross, C., Mazza, L., Bañuls, M. C., Pollet, L., Bloch, I., and Kuhr, S.:
    "Observation of Correlated Particle-Hole Pairs and String Order in Low-Dimensional Mott Insulators"
    Science 334, 200-203 (2011).
  8. *Weitenberg, C., Endres M., Sherson, J. F., Cheneau, M., Schauß, P., Fukuhara, T., Bloch, I., and Kuhr, S.:
    "Single-Spin Addressing in an Atomic Mott Insulator"
    Nature 471, 319-324 (2011).
  9. *Fukuhara, T., Sugawa, S., Sugimoto, M., Taie, S., and Takahashi, Y.:
    "Mott insulator of ultracold alkaline-earth-metal-like atoms"
    Phys. Rev. A 79, 041604(R) (2009).
  10. *Fukuhara, T., Takasu, Y., Kumakura, M., and Takahashi, Y.:
    "Degenerate Fermi Gases of Ytterbium"
    Phys. Rev. Lett. 98, 030401 (2007).

メンバーリスト

主宰者

福原 武
ユニットリーダー

メンバー

中村 一平
特別研究員

お問い合わせ先

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1
レーザー研究棟

takeshi.fukuhara [at] riken.jp
※[at]は@に置き換えてください。

関連リンク