Dec 25, 2017

「分裂するスピン -磁性絶縁体中に創発するマヨラナ粒子-」
求 幸年 氏


日本物理学会北海道支部講演会

講演題目: 分裂するスピン -磁性絶縁体中に創発するマヨラナ粒子-
講 師 : 求 幸年 博士
     東京大学大学院工学系研究科・教授
日 時 : 平成29年12月25日 (月) 18:00-19:00
場 所 : 北海道大学理学部 2号館2-404 室

要 旨 :
強相関電子系ではしばしば新しい量子状態が発現し、その素励起として興味深い性質をもった準粒子が創発する。例えば、磁場中の2次元強相関電子系に現れる分数量子ホール状態では、電子と磁束量子が結合してできる複合粒子が凝縮した新しい量子状態が発現し、その素励起として、分数電荷をもったフェルミ粒子でもボース粒子でもないエニオンと呼ばれる準粒子が創発する。本講演では、こうした強相関創発現象のひとつとして、量子スピン液体状態におけるスピンの分裂現象について論じる。量子スピン液体とは、磁性絶縁体において、強い量子揺らぎによって発現する新規な量子状態である。そこでは、通常の磁気秩序の代わりにトポロジカルな秩序が生じ、電子のもつスピンの自由度が複数の準粒子に分裂する特異な現象が現れる。こうして創発した準粒子は、強い量子的なエンタングルメントをもつため、分数量子ホール状態におけるエニオンと並んで、量子コンピュータ実現の鍵として大きな注目を集めている。本講演では、キタエフ型の量子スピン液体をとり上あげ、そこに現れるスピンの分裂現象と創発されるマヨラナ粒子がもたらす新規な量子現象について議論する。理論的な側面にとどまらず、近年爆発的に進んでいる実験研究についても触れ、理論と実験の現状を概観する。

世話人  速水 賢
(hayami@phys.sci.hokudai.ac.jp)
北海道大学理学部物理学科 (電話011-706-3484)

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