著者

羽田野 直道

出版者

物性若手夏の学校準備局

雑誌

物性若手夏の学校テキスト 第67回物性若手夏の学校 (ISSN:27582159)

巻号頁・発行日

pp.321-331, 2023 (Released:2023-02-07)

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ハミルトニアンを非エルミートにした量子系が盛んに議論されるようになりました。本ゼミでは、非エルミート性が(1)開放量子系の有効ハミルトニアンに現れる場合、(2)系全体に現れる場合、(3)他の模型を変換して現れる場合のそれぞれについて入門的な内容を概観します。(1)はエルミート系の一部分が有効的に非エルミートになる場合です。例として、量子細線が接続された量子ドットが挙げられます。量子細線との結合のために量子ドットのエネルギーが保存しないのが非エルミート性の原因です。実験では系に測定器を結合させるため、実験系は必ず非エルミート系です。(2)では実エネルギー固有値について考えます。系全体が非エルミートでも、PT 対称性のような物理的対称性のみを課すと実固有値が得られる場合があることを示します。(3)では (d + 1) 次元の古典統計力学系から d 次元の量子力学系への変換を例に、模型の変換により非エルミートハミルトニアンが得られることをみます。 多くの理論はエルミート系を対象としています。対応する実験系を実現するためには、(1)の理由で測定が系をできるだけ乱さないように特別な注意が必要です。一方、非エルミート量子力学では最初から測定系が注目系と強く結合している場合を扱うため、将来的に実験系の実現にも変革を起こすと期待しています。

著者

西口 大貴

出版者

物性若手夏の学校準備局

雑誌

物性若手夏の学校テキスト 第67回物性若手夏の学校 (ISSN:27582159)

巻号頁・発行日

pp.304-320, 2023 (Released:2023-02-07)

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バクテリアや自己駆動コロイドの集団運動の実験を参照しながら、アクティブマターにおける集団運動の標準模型やその数理を解説する。特に、実験的にも理論的にも理解が進んでいる集団運動状態である長距離秩序相とアクティブ乱流を詳細に取り上げる。その過程で、アクティブマター物理学の面白さや思想、そして今後の方向性についても議論する。

著者

加藤 晃太郎

出版者

物性若手夏の学校準備局

雑誌

物性若手夏の学校テキスト 第67回物性若手夏の学校 (ISSN:27582159)

巻号頁・発行日

pp.228-241, 2023 (Released:2023-02-07)

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量子情報分野の発展に伴い、近年では情報エントロピーやエンタングルメント、量子誤り訂正符号といった情報理論由来の概念や手法が、基礎物理学的な観点からも注目されるようになってきた。中でもトポロジカル相に代表される非臨界系 (ギャップド系) の量子相の物理は、そうした情報理論的な解析手法が早期から取り入れられてきた研究領域である。本集中ゼミでは、量子情報理論の基礎的な概念の解説から始め、局所ハミルトニアン系の基底状態に対する応用を紹介することで、量子多体系に対する量子情報的なアプローチの一端に触れてもらうことを目標とする。応用例としては、トポロジカル量子コンピュータとの繋がりもある、スピン系のトポロジカル秩序相を中心的に取り上げる。

著者

坂上 貴洋

出版者

物性若手夏の学校準備局

雑誌

物性若手夏の学校テキスト 第67回物性若手夏の学校 (ISSN:27582159)

巻号頁・発行日

pp.293-303, 2023 (Released:2023-02-07)

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細胞内での DNA、クロマチンの振る舞いについて、物理学の視点から講義する。生物の遺伝情報は塩基配列という形で DNAに蓄えられており、細胞内における DNAやクロマチン (DNA とタンパク質の巨大な複合体) の動態は遺伝子発現と密接に関連する。DNAの構造には明確な階層性が見られ、その振る舞いはスケールに依存する。例えば、たんぱく質との相互作用の舞台となる数十塩基対のスケールでは、二重螺旋構造を反映した弾性的な振る舞いを示す。他方、サブミクロン以上のスケールでは、屈曲性に富む高分子の振る舞いを示す。これらのことを念頭におき、DNAやクロマチンの多様な振る舞いと、そこに見られる普遍的な法則について理解を深めることを目指す。