国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学高等研究院・大学院工学研究科の藤本和也 特任助教、名古屋大学大学院工学研究科の川口由紀 教授の研究グループは、理化学研究所開拓研究本部の濱崎立資 理研白眉研究チームリーダーとの共同研究で、乱れたポテンシャルを持つ1次元格子上の自由フェルミ粒子系における量子ダイナミクスを理論的に調べ、「系の一部分に含まれる粒子数の揺らぎ」と「量子もつれ」の成長が、古典系の界面成長で知られている「動的スケーリング」で特徴づけられることを明らかにしました。
時間とともに変化する非平衡現象は、状況設定に依存した多彩な様相を示し、一見とらえどころがない振る舞いを示します。しかし、統計的な性質をみると系の詳細に依存しない普遍的な性質が現れることがあります。その代表例は古典系の界面成長で、イメージしやすい例は衣服などについたコーヒーの染みになります。この界面の粗さの時間変化は、長さと時間の基準となる単位を状況ごとに取り直せば、一つの関数で記述できる場合があり、このような性質は「動的スケーリング」と呼ばれています。
本研究では、古典系の界面成長と一見異なる、乱れた量子系の非平衡ダイナミクスを調べました。その結果、界面成長と類似の動的スケーリングが、粒子数揺らぎと量子もつれの成長に現れることを発見しました。これは、乱れた量子系の普遍的側面を理解するための新しい見方を提案しています。
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理化学研究所 広報室 報道担当
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