「長距離相互作用系のための効率的モンテカルロ法の開発とその応用」
佐々木 志剛　氏

Nov 10, 2016

日本物理学会北海道支部講演会

講演題目：　長距離相互作用系のための効率的モンテカルロ法の開発とその応用
講　師　：　佐々木 志剛　博士
　　　　　神奈川大学工学部物理学教室 准教授
日　時　：　平成28年11月10日 (木) 16:30-18:00
場　所　：　北海道大学理学部5号館5－205室

要　旨　：
モンテカルロ法は系の熱平衡状態の性質を知るために有効なシミュレーション手法である。しかし、長距離相互作用を含む系のモンテカルロ法は、系の各要素（粒子・スピンなど）が他の全てと相互作用しているため、１ステップ当たりの計算時間が要素数の２乗に比例する問題がある。この問題に対する１つの解決法として、近年我々は「確率的カットオフ法」と呼ばれる手法を開発した。この手法はモンテカルロ法として一切近似を含んでいないのにも関わらず、１ステップ当たりの計算時間を、場合によっては近距離相互作用系とほぼ同程度まで削減することを可能とする。本コロキウムでは、この手法とその適用研究について紹介する。

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

「Pair-pair interactions in high-Tc superconductivity : evidence from tunneling experiments」
William Sacks　氏

Oct 25, 2016

日本物理学会北海道支部講演会

講演題目：　Pair-pair interactions in high-Tc superconductivity : evidence from tunneling experiments
講　師　：　William Sacks　博士
　　　　　Sorbonne Universities, Paris, France
日　時　：　平成28年10月25日 (火) 16:30-18:00
場　所　：　北海道大学理学部5号館5－206室

要　旨　：
The conventional BCS theory fails to account for the physical properties of a large variety of high-Tc superconductors, the cuprate family and the recently discovered iron-based superconductors. In particular, these materials reveal a `peak-dip-hump' structure in the quasiparticle DOS at low temperature and often a pseudogap at the critical temperature. In my talk, the origin of these features are explained in the framework of a new pair-pair interaction model [1] : - The non-superconducting state consists of incoherent pairs, a `Cooper-pair glass' which, due to the pair-pair interaction, condense below Tc to the coherent superconducting state. - The peak-dip-hump structure is then due to the strong coupling between quasiparticles and excited pairs, which we call `super-quasiparticles'. The talk will focus on a wide variety of tunneling experiments, with varied temperature, magnetic field and doping, to test the validity of the model. [1] W. Sacks, A. Mauger, Y. Noat, Superconduct. Sci. Technol. 28 105014, (2015)

世話人　 小田研
（moda@sci.hokudai.ac.jp）
北海道大学理学部物理学科　(電話011-706-3484)

「Electronic phase transitions through time - on a femtosecond timescale」
Prof. Dragan Mihailovic

Oct 25, 2016

日本物理学会北海道支部講演会

講演題目：　Electronic phase transitions through time - on a femtosecond timescale
講　師　：　Prof. Dragan Mihailovic
　　　　　Jozef Stefan institute, Ljubljana, Slovenia
日　時　：　平成28年10月25日 (火) 16:30-18:00
場　所　：　北海道大学 工学部 アカデミックラウンジ3

要　旨　：
The study of phase transitions in real time under nonequilibrium conditions is of fundamental interest in many areas of physics. A special category of recent fundamental and practical interest are transitions to metastable hidden states which occur under conditions of particle-hole asymmetry. While such behavior has been invoked in cosmology to explain Baryogenesis, it is not commonly observed elsewhere. In the quasi-two-dimensional dichalcogenide, 1T-TaS2, conditions for the formation of an electronically textured hidden “false vacuum” state are created by femtosecond laser photoexcitation. Femtosecond photoexcited low temperature scanning tunneling microscopy reveals a remarkable quantum duality of polaron behavior with a vivid real-space illustration of Mott physics. The current system is of practical interest for ultrafast low-energy low-temperature non-volatile memory devices with applications in cryogenic computing.

世話人　 戸田 泰則

北海道大学工学部応用理工系学科　(電話011-706-6115)

「実験で観るスピン1/2三角格子反強磁性体の量子多体効果」
田中 秀数　氏

Oct 05, 2016

日本物理学会北海道支部講演会

講演題目：　実験で観るスピン1/2三角格子反強磁性体の量子多体効果
講　師　：　田中 秀数　博士
　　　　　東京工業大学理学院物理学系 教授
日　時　：　平成28年10月5日 (水) 16:30-18:00
場　所　：　北海道大学理学部 2号館2-404 室

要　旨　：
スピンの大きさが1/2で交換相互作用が等方的な三角格子Heisenberg反強磁性体（TLHAF）は，フラストレーションの強い量子磁性体の典型的な模型である．このS=1/2 TLHAFの基底状態の理論研究は，AndersonによるResonating-valence-bond (RVB) 理論に端を発して，精力的になされてきた．その結果，基底状態はRVB状態のようなスピン液体ではなく，スピンが120°構造をとる秩序状態であることが現在の理論的コンセンサスである．基底状態は秩序状態であっても，S=1/2 TLHAFは磁場中で顕著な量子多体効果を示す．代表的な巨視的量子効果が磁化曲線に現れる飽和磁化の1/3にできるプラトーである．一方，実験的にもS=1/2 TLHAFのモデル物質の探索が精力的に行われてきた．本講演で取り上げるBa3CoSb2O9はCo2+が有効スピン1/2をもつ六方晶の物質で，現在S=1/2 TLHAFに最も近い物質と考えられている．我々はBa3CoSb2O9を用いて，1/3磁化プラトーを含む量子磁化過程全体の実験的検証を行った [1,2]．このように，S=1/2 TLHAFの基底状態はかなり詳しく分かってきたが，励起状態には不明な点が多い．磁気Bragg点であるK点近傍の低エネルギー励起は線形スピン波理論で記述できるが，K点から離れると，励起エネルギーが大きく低エネルギー側に再規格化されることが近年の理論研究から分かってきた．しかし，高エネルギーの連続励起などに関しては，理論によって様々である．実験的には，Ba3CoSb2O9におけるマグノン励起が米国のグループによって調べられ，理論が予言する分散関係の概要が確かめられている [3]．我々は最近，J-PARCのMLFに設置された冷中性子チョッパー分光器AMATERASを用いてBa3CoSb2O9の磁気励起を詳細に調べた．その結果，マグノン励起のエネルギーが低エネルギー側に再規格化されることの他に，M点およびΓ点とK点の中間点にロトン的な極小が現れることが明瞭に観測された．また，磁気励起は3段構造であることも分かった．1段目は単一マグノン励起の分散を表すが，2段目と3段目は分散的構造を持つ連続励起になっている．さらに，3段目の連続励起は交換相互作用Jの5倍程度の高エネルギーまで続いていることも判明した．このような連続励起の構造を説明する理論はまだないが，分数スピン励起などの可能性も考えられる． [1] Y. Shirata, H. Tanaka, A. Matsuo and K. Kindo: Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 057205. [2] T. Susuki, N. Kurita, T. Tanaka, H. Nojiri, A. Matsuo, K. Kindo and H. Tanaka: Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 267201. [3] J. Ma, Y. Kamiya, T. Hong, H. B. Cao, G. Ehlers, W. Tian, C. D. Batista, Z. L. Dun, H. D.Zhou and M. Matsuda: Phys. Rev. Lett. 116 (2016) 087201.

世話人　 吉田 紘行
（hyoshida@sci.hokudai.ac.jp）
北海道大学理学部物理学科　(電話011-706-3484)

「On tetrahedratic order and chiral symmetry breaking」
Prof. Helmut R. Brand

Aug 22, 2016

日本物理学会北海道支部講演会

講演題目：　On tetrahedratic order and chiral symmetry breaking
講　師　：　Prof. Helmut R. Brand
　　　　　Department of Physics, University of Bayreuth, Germany
日　時　：　平成28年8月22日 (月) 16:00-17:00
場　所　：　北海道大学理学部2号館2-211室

要　旨　：
We investigate how tetrahedratic order can influence chirality in nonchiral systems. For nematic phases composed of achiral bent-core molecules the occurence of chiral domains of opposite hand is well-established experimentally [1,2] and has been modeled as being due to a linear gradient term between quadrupolar and octupolar order [3]. Recently there have been experimental results not only on liquid crystals, but also on optically isotropic phases. It turns out that in such materials mesoscopic to macroscopic domains of either hand can occur spontaneously [4]-[7]. We argue [8] that transient elasticity coupled to tetrahedratic order can lead to chiral domains of opposite hand in an optically isotropic system even for achiral molecules. This issue is related to the question of chiral symmetry breaking in condensed matter physics, but also potentially relevant for biological systems. [1] G. Pelzl et al., J. Mater. Chem. 12, 2591 (2002) [2] T. Niori, J. Yamamoto, and H. Yokoyama, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 409, 475 (2004) [3] H.R. Brand, H. Pleiner, and P.E. Cladis, Physica A 351. 189 (2005); H.R. Brand and H. Pleiner, Eur. Phys. J. E 31, 37 (2010); H. Pleiner and H.R. Brand, Eur. Phys. J. E 37, 11 (2014). [4] M. Jasinski, D.Pociecha, H. Monobe, J. Szczytko, and P. Kaszynski, J. Am. Chem. Soc. 136, 14658 (2014). [5] C. Dressel, T. Reppe, M. Prehm, M. Brautzsch, and C. Tschierske, Nat. Chem. 6, 971 (2014). [6] C. Dressel, W. Weissflog, and C. Tschierske, Chem. Comm. 51, 15850 (2015). [7] M. Alaasar, M. Prehm, Y. Cao, F. Liu, and C. Tschierske, Angew. Chem. Int. Ed. 55, 312 (2016). [8] H.R. Brand and H. Pleiner, to be published

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