エンレイソウの会

センター長の発案により，1999年から月1度の頻度で異分野交流を目的とした研究セミナーを催してきました． 会の名称は北海道の夏を彩る花であり、北海道大学の校章にも使われている「エンレイソウ（延齢草）」にちなんでいます． このセミナーは本センターの母体となり，会員の多くは事業推進メンバーとして活躍しています．活発な議論により日々新しい研究テーマがここから生まれています。現在は、強い求心力、異分野の融合、相互啓発を目的として分野横断型セミナーとして発展しており月に一回のペースで行っています。

題目と講演者一覧

• 第269回エンレイソウの会
  
  講演題目：対称性に保護されたエクセプショナルリング・エクセプショナルサーフェス
  講師：吉田 恒也 (筑波大学数理物質系)
  日時：2020年1月27日 (月) 10:30-12:00
  場所：北海道大学 工学部物理工学系大会議室 A1-17
  共催：応用物理学会北海道支部、日本物理学会北海道支部講演会
  
  要旨：
  　エネルギー散逸がある場合には系を記述するハミルトニアンが非エルミート行 列になる。このような非エルミート系では、これまでにない新しい現象が報告さ れている。その典型例がエクセプショナルポイントの発現である。この特異な点 ではハミルトニアンが対角化不可能になり、エネルギーバンドに縮退がみられる。 さらにこの非エルミート系特有のトポロジカル縮退はワインディング数で特徴付 けられトポロジカルに安定である[1]。以上の進展の一方で、散逸の無い通常の トポロジカル系の研究では対称性がトポロジカルな性質をより豊かにする事が明 らかとなった。しかしながら、非エルミートな系で発現するエクセプショナルポ イントに関しては対称性の効果は明らかになっていない。
  　本研究では、エクセプショナルポイントに対する対称性の効果を解析し、対称 性に保護されたエクセプショナルリング や エクセプショナルサーフェスといっ た新しい非エルミートバンド縮退を提案し、トポロジカルな特徴付けを行う[2]。 さらに、ニュートン方程式に従う古典系でも発現する事をメカニカルグラフェン の数値解析により示す[3]。また、時間が許せばメカニカル系で最近行われた実 験との関係も議論したい。
  [1] H. Shen, B. Zhen, and L. Fu, Phys. Rev. Lett. 120 , 146402 (2017)
  [2] T. Yoshida, R. Peters, Y. Hatsugai, and N. Kawakami, Phys. Rev. B 99 , 121 101 (2019).
  [3] T. Yoshida and Y. Hatsugai, Phys. Rev. B 100 , 054109 (2019)
  
  世話人　友田 基信 (mtomoda@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第268回エンレイソウの会
  
  講演題目：密度行列のダイナミクスにおける非エルミート行列の例外点
  講師：羽田野　直道　教授（東京大学 生産技術研究所）
  日時：2019年10月15日(火) 13:30～
  場所：北海道大学工学部A棟 A1-17
  
  要旨：
  非エルミート系の例外点とは、パラメータ空間において２つ以上の固有値が一 致するだけでなく、それらの固有ベクトルも平行になる点です。行列のランク が下がり、対角化不可能でジョルダン標準形に帰着されます。一般にp個の固 有ベクトルが平行になってしまう点をp次例外点と呼びます。そこではダイナ ミクスが通常の場合と異なります。
  
  多くの場合、２次元パラメーター空間上では２次例外点が「点」として存在 し、３次以上の例外点は、より高次元のパラメーター空間にしか存在しませ ん。ところが本研究[1]のモデルでは、Lindblad方程式の対称性のため、２次 元パラメータ空間で２次例外点が「線」を成し、２つの例外「線」が交差する 点が３次例外点となることを示します。パラメータの詳細な調整が必要なく、 実験的に検出するのに便利な例です。
  
  [1] N. Hatano, Exceptional points of the Lindblad operator of a two-level system, Mol. Phys. 117, 2121--2127 (2019)
  
  世話人 小布施 秀明 (hideaki.obuse@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  北大理学部物理コロキウム
  第267回エンレイソウの会
  
  講演題目： Nematic superconductivity in topological materials
  講師： Anne de Visser 氏 （Van der Waals-Zeeman Institute, University of Amsterdam, The Netherland）
  日時： 2019年10月21日 (月) 16:30 - 17:30
  場所： 北海道大学理学部5号館5-206
  
  要旨：
  Topological insulators have generated a wide research interest, because they offer access to novel quantum states with unprecedented properties. Most interestingly, the concept of topological insulators can be transferred to superconductors, where the superconducting gap plays the role of the band gap of the insulator. Topological superconductors are predicted to have an exotic Cooper-pair state in the bulk and gapless Andreev bound states at the surface (Majorana modes), and therefore offer new, challenging routes to test theories of unconventional superconductivity. In this presentation I will focus on the recent developments in superconducting Bi2Se3-based crystals, where field-angle dependent measurements of the transport, thermal and magnetic properties have revealed a spontaneous breaking of the rotational symmetry [1,2,3]. The rotational symmetry breaking in the macroscopic superconducting properties is explained in terms of nematic superconductivity, that is associated with a two- component superconducting order parameter (Eu representation) [4]. The experimental results provide solid evidence for unconventional superconductivity with an odd-parity spin-polarized triplet Cooper-pair state (Δ4-pairing), that was recently proposed for rhombohedral topological superconductors [5].
  [1] Y. Pan et al., Sci. Rep. 6, 28632 (2016).
  [2] S. Yonezawa et al., Nature Phys. 13, 123 (2017).
  [3] T. Asaba et al., Phys. Rev. X 7, 011009 (2017).
  [4] J. Venderbos et al., Phys. Rev. B 94, 180504R (2016).
  [5] L. Fu, Phys. Rev. B 90, 100509R (2014).
  
  世話人　網塚　浩 (amiami@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院／物理学部門
  
  
  

• 第266回エンレイソウの会
  
  講演題目： Experimental signature of the attractive Coulomb force between positive and negative magnetic monopoles in spin ice
  講師： Carley PAULSEN 氏 (Institute of Neel, CNRS, Grenoble, France, Director of Research)
  日時： 2019年10月4日 (金) 16:50頃(トポロジー理工学特別講義ガイダンス後)
  16:30からトポロジー理工学特別講義のガイダンスを行いこれが終了後、本セミ ナーの開始となります。講義時もご自由に講義室(C206)にお入りください。
  場所： 北海道大学工学部C棟C206室
  要旨：
  Thermal physics, electrical engineering, chemistry and biochemistry are essentially determined by the Coulomb interaction of quasiparticles. Such quasiparticles are not real and cannot be interrogated by the methods of particle physics. So how do you prove experimentally that two quasiparticles interact via Coulomb’s law ?
  
  In this talk I will show how this can be done for magnetic, rather than electric quasiparticles. By freezing spin ice to 65 mK we create (+ -) pairs of emergent magnetic monopoles which we then separate with a magnetic field. Our experiment is arranged to make the magnetic current exactly analogous to an electrical current, and we observe a current that grows exponentially with the square root of the applied field. A non-Ohmic current that grows exponentially with the square root of applied electric field is well known from thermionic emission, electrolytes and semiconductors. It is a universal signature of the attractive Coulomb force between positive and negative electrical charges, which is revealed as the charges are driven in opposite directions by the force of an applied electric field.
  
  世話人 柳澤 達也 (tatsuya@phys.sci.hokudai.ac.jp) 北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目：ハイブリッド系による量子情報及びテクノロジー
  講師：久保 結丸 (OIST)
  日時：９月１９日（木）１６：３０－１７：３０
  場所：理学部５号館５－２０５
  共催：第265回エンレイソウの会
  
  要旨：
  量子情報科学の研究分野で蓄積された知見を技術応用しようという気運が世界中 で高まっている．量子による技術は総称して「量子テクノロジー」と呼ばれ，そ の最たる例が量子コンピュータである．Google，Intel，IBM, Microsoftといっ た主要なIT企業がここ数年の間に 量子テクノロジーへの支援を立て続けに開始 しており，量子テクノロジーは次世代社会の基幹技術として非常に注目を集めて いる．
  本講演では，講演者が前所属機関（仏サクレー研究所）において実証した幾つか の実験を紹介する．まず，超伝導量子回路とダイヤモンド中の窒素ー空孔（NV） 中心の電子スピンをコヒーレントに結合させることに成功し，スピンと超伝導量 子回路の「ハイブリッド量子系」を実現した [1,2]． 次に，超伝導量子回路の技術をスピン共鳴分光へと応用し，かつてない検出感度 を持つESR分光器を実証した [3]．また，緩和時間が長い固体中の電子スピンに おいては観測が極めて困難と考えられていた自然放出現象を観測することにも成 功した [4]．
  最後に，現所属機関における研究プロジェクト（スピンを用いたマイクロ波ー光 のコヒーレント変換）の概観及び進捗状況 [5]に関しても簡単に紹介する．
  
  [1] Kubo et al., Phys. Rev. Lett. 105, 140502 (2010).
  [2] Kubo et al., Phys. Rev. Lett. 107, 220501 (2011).
  [3] Bienfait et al., Nature Nanotech. 11, 253 (2016).
  [4] Bienfait et al., Nature 531, 74 (2016).
  
  世話人　井原 慶彦 (yihara@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目：高温超伝導ルネサンス -ノンドープ超伝導体の発見と新しい電子相図
  講師：内藤 方夫 氏（東京農工大学工学部物理システム工学科）
  日時： 2019年9月20日（金） 16:30 - 18:00
  場所： 北海道大学工学部C棟C214室
  共催：第264回エンレイソウの会
  
  要旨：
  　銅酸化物高温超伝導体の発見（1986年）から30年余が経過するが，その超伝導 発現機構に関して皆が納得するような理解は得られていない．そのような状況に あっても，「超伝導は反強磁性絶縁体母物質へのキャリアドーピングにより発現 する」というフレーズは多くの研究者の認めるところであった．例えば， BednorzとMullerにより最初に発見されたLa2-xBaxCuO4は，母物質のK2NiF4構造 （略称T構造）La2CuO4のLa3+をBa2+で置換した「正孔ドープ超伝導体」（Tc ~ 30 K）である．逆に，La2-xCexCuO4は，母物質のNd2CuO4構造（略称T’構造） La2CuO4のLa3+をCe4+で置換した「電子ドープ超伝導体」（Tc ~ 30 K）である．
  　現在，教科書的に信じられている高温超伝導体の電子相図（超伝導転移温度 (Tc)やネール温度(TN)などの特性温度のドープ量x依存性）からは，超伝導が正 孔・電子ドーピングいずれによっても発現し，おおよそ「正孔・電子対称性」が 成立しているように見てとれる．この相図に基づいて，「キャリアをドープして いない母物質は反強磁性モット絶縁体であり，適量のキャリアドーピングにより 超伝導が発現する」という「ドープされたモット絶縁体」描像が提唱された．そ して，強い電子相関描像から超伝導発現機構にアプローチする流れができあがっ ていった．
  　これに対し，我々のグループでは，2003年以降，T’構造を持ち，少なくとも 化学式上は母物質のままの「ノンドープ超伝導体」を次々と合成した．分子線エ ピタキシー(MBE)法をはじめとする高度な薄膜成長手法を物質合成に適用して得 られた成果である．ノンドープ超伝導体が薄膜の形で合成・発見されたのには， 「銅-酸素の化学結合が弱い」という銅酸化物超伝導体の物質科学的な特徴が大 きく関係している．
  　さらに2009-2010年になると，電子相関を顕わに扱える動的平均場理論(DMFT） と，局所密度近似(LDA)を組み合わせた第一原理計算によって，銅に酸素が八面 体六配位したT構造と，同じく平面四配位したT’構造の「配位の差による電子構 造の違い」を予測できるようになった．Rutgers大のグループは， T-La2-xSrxCuO4とT’-Nd2-xCexCuO4に対してDMFT計算を行い，母物質T-La2CuO4 とT’-Nd2CuO4の基底状態が異なることを示した．反強磁性秩序を起こさず常磁 性状態が維持されると仮定したとき，T構造の母物質T-La2CuO4は電荷移動型絶縁 体，T’構造の母物質Nd2CuO4は常磁性金属になるという結論である．T’構造の 母物質が超伝導性を示すという我々の実験結果と基本的には整合する．
  　これらの結果の解釈に関しては，未だ論争が続いているが，将来のさらなる研 究によってノンドープ状態での超伝導発現が確立すれば，高温超伝導の発現機構 と物理を理解する流れの一つのターニングポイントとなるであろう．本表題中の 「ルネサンス」は，銅酸化物超伝導研究における原点回帰と多様性の復興を意図 したものである．
  
  世話人　迫田 將仁 (sakodam@eng.hokudai.ac.jp) 北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目：複雑ネットワークの統計物理―相転移と臨界現象の変わった話
  講師：長谷川 雄央 氏（茨城大学理学部数学情報数理領域）
  日時： 2019年9月6日（金） 16:30 - 18:00
  場所： 北海道大学理学部2号館2-211室
  共催： 第263回エンレイソウの会
  
  要旨：
  ネットワークとは頂点と頂点間を結ぶ辺の集合であり、つながり・関係を表現す るのに使うことができる。WWW、友人関係、食物連鎖等、我々の周りには巨大で 複雑なネットワークが様々ある。そのような複雑ネットワークに関する研究は 1990年代末に始まり、現実ネットワークの多くは「次数分布がべき則に従う」ス ケールフリー性や「ネットワークの平均距離が頂点の対数オーダーになる」スモ ールワールド性を持つことが明らかになった。現実ネットワークのそういった特 徴を再現するネットワークの生成モデルも数多く提案されている。
  
  複雑なネットワークの上に配置された統計物理モデル（パーコレーション、コン タクトプロセス、イジングモデル等）について調べる研究も数多くある。ネット ワーク上に配置された統計物理モデルは相転移を示す。対称性の高いユークリッ ド格子と異なり、複雑ネットワークはランダムで非一様なつながりをしており、 スケールフリー性やスモールワールド性などの特徴を持つ。そのため、複雑ネッ トワーク上で起こる相転移もまた、標準的なユークリッド格子系ではみられない ような、変わった性質を示す。
  
  本講演では、相転移を示す最も単純な統計物理モデルであるパーコレーションを 扱い、複雑なネットワーク構造が引き起こす変わった相転移を紹介する。前半は、 臨界点の単一性についてとりあげる。ユークリッド格子上のボンドパーコレーシ ョンは一つの臨界「点」で相転移を起こすが、複雑ネットワークでは臨界状態が 有限領域にわたる臨界「相」が現れる。臨界相の特徴を、臨界相の出現条件につ いての考察とともに、紹介する。後半は、パーコレーションのユニバーサリティ についてとりあげる。ユークリッド格子上のサイトパーコレーションは、ボンド パーコレーションと同じユニバーサリティクラスに属し、定性的に同じ振舞いを する。しかし、ネットワークによっては、ユニバーサリティが破れる。階層的な ネットワークを例に紹介する。
  
  世話人　根本 幸児 (nemoto@statphys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目：Influence of multiplicative and additive noise on stationary dissipative solitons
  講師：Helmut R. Brand 氏 (Department of Physics, University of Bayreuth, Germany)
  日時：2019年9月5日（木） 11:00-12:00
  場所： 北海道大学電子科学研究所1階セミナー室1-3
  共催： 第262回エンレイソウの会
  
  要旨:
  We give an overview of the influence of noise on stationary spatially localized patterns.
  
  We recall first that a small amount of additive noise can induce explosions for dissipative solitons in the vicinity of the transition sequence from stationary dissipative solitons to exploding dissipative solitons [1]. We will also comment briefly on the effect of large noise in connection with dissipative solitons [2]. In addition, we have shown that purely multiplicative noise can lead to the collapse of dissipative solitons [3].
  
  Stimulated by the results on additive and multiplicative noise we have studied very recently the simultaneous presence of multiplicative and additive noise [4]. Depending on the ratio between the strength of additive and multiplicative noise we find a number of distinctly different types of behavior including explosions, collapse, filling-in and spatio-temporal disorder as well as intermittent behavior of all types listed.
  [1] C. Cartes, O. Descalzi, H.R. Brand, Phys. Rev. E 85, 015205 (2012).
  [2] O. Descalzi, C. Cartes, H.R. Brand, Phys. Rev. E 91, 020901 (2015).
  [3] O. Descalzi, C. Cartes, H.R. Brand, Phys. Rev. E 94, 012219 (2016).
  [4] C. Cartes, O. Descalzi, H.R. Brand, Phys. Rev. E 100, 012214 (2019).
  
  
  世話人　北 孝文 (kita@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 電子ネマティック液晶の物理
  講師：山瀬博之 氏（物質・材料研究機構）
  日時：2019年7月25日（木） 16:30-
  場所： 北海道大学理学部2号館2-211室
  共催：第261回エンレイソウの会
  
  要旨:
  ネマティック液晶は、系の方向対称性のみが破れた状態として特徴づけられる液晶である。 ところで、電子系においてもそのような対称性の破れた状態が存在し、電子ネマティック液晶と呼ばれている。 関連する電子の自由度に応じて、スピン、電荷、軌道のネマティック状態が理論的に知られている。 近年、この電子ネマティック液晶が、銅酸化物超伝導体、鉄系超伝導体、 ルテニウム酸化物、二次元電子ガス、量子スピン系で実現している可能性が指摘され、 活発な研究が行われている。本講演では、電子ネマティック液晶の物理を概観し、 最前線の研究の一端を紹介したい。
  
  世話人 吉田 紘行 (hyoshida@sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 相分離生物学
  講師：白木 賢太郎 氏（筑波大学数理物質系）
  日時：2019年7月18日（木） 10:30-12:00
  場所： 北海道大学工学部アカデミックラウンジ3
  共催： 第260回エンレイソウの会
  
  要旨:
  　細胞内にはなぜ高濃度の生体分子があるのだろうか？　何千種類もの化学反応 がある代謝の連続反応がなぜ働いているのか？　シグナル伝達とはリン酸化に他 ならないが、リン酸化するとはどういう意味があるのか？　さまざまな生物が危 険な疾患を引き起こす可能性のあるプリオンを持っているのはなぜか？　翻訳後 修飾のようなごくわずかな化学構造の変化がどのようにして高次の生命現象につ ながるのだろう？　タンパク質は固有の構造を形成して働くというが、高次構造 を形成しないタンパク質は何をしているのだろう？　生物学にはまだ謎が多いが、 このような謎に答えることができる「相分離生物学」という新しい学問分野を紹 介したい。相分離生物学は、状態から見る生物学である。タンパク質や生体高分 子は液-液相分離しやすい性質があり、それが細胞内の機能と結びついて、生物 学的相分離と呼べる状態を作り出しているのである。今回のセミナーでは特に、 細胞内にある物理現象としての生物学的相分離について、討論の時間も少し長め に設けたい。
  
  参考文献：『相分離生物学』白木賢太郎（著）東京化学同人　ISBN-13:978-4807909650
  
  世話人 藤井 修治 (sfujii@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 擬１次元導体と金属-絶縁体転移
  講師：上田寛 氏（東京大学名誉教授）
  日時：2019年7月8日（月） 16:30-
  場所： 北海道大学理学部5号館5-206室
  共催： 新物質科学研究会、第259回エンレイソウの会
  
  要旨:
  金属-絶縁体転移（MIT）は強相関電子系における最も劇的な現象の一つである。 本講演では、豊田理研、物性研での研究から、以下の４つの擬１次元物質をとり あげ、様々なMITを紹介する。
  Sr7Re4O19：ReO6八面体が頂点酸素共有で作る結合ジグザグ鎖からなる擬１次元 導体で、スピンシングレット形成を伴ったMIT（パイエルス転移？）を示す。
  K2Cr8O16：CrO6八面体が稜共有で作るジグザグ鎖４本よりなるトンネル構造を持 ち、強磁性を維持したままMITを示す。混合原子価であるが絶縁体相で電荷分離 ・電荷秩序はなく、その特異なMIT機構についても触れる。
  BaFe2S3：FeS4四面体よりなる２本足梯子物質で、反強磁性絶縁体であるが、加 圧により金属に転移し、同時に超伝導（TC=24K）を示す。
  β-A0.33V2O5 (A=Li, Na, Ag, Ca, Sr)：VO6, VO5多面体よりなる擬１次元構造 をもち、電荷秩序を伴ったMITを示す。A=Li, Na, Ag物質では加圧によりMITは抑 えられ、超伝導を示す。一方、A=Ca, Sr物質では様々な電荷密度波周期をもった 絶縁体相が現われる。
  
  世話人 吉田 紘行 (hyoshida@sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 化合物半導体によるメカニカル共振器構造
  講師：山口 浩司 氏（NTT物性科学基礎研究所 / 東北大学 理学研究科）
  日時：2019年6月19日（水） 16:30~18:00
  場所： 北海道大学工学部物理工学系大会議室 （A1-17）
  共催： 応用物理学部門学術講演会、応用物理学会北海道支部講演会、第258回エ ンレイソウの会
  
  要旨:
  　昨今、メカニカル共振器に関する基礎研究が活性化している。メカニカル共振器は タイミングデバイスや高感度センサーなどオンチップで集積可能な低損失素子として 実用化されているが、そこに非線形性や光・スピンなどの新たな自由度を導入するこ とにより、多機能の信号処理技術やこれまでとは異なる原理に基づいたセンサー、さ らには量子情報処理技術への応用などが期待されている。　化合物半導体を用いたメ カニカル共振器は、MBEやMOCVDなどの高純度結晶成長法によって成長した単結晶ヘテ ロ構造から作製され、安定した機械振動特性や圧電特性を活用した電気機械的機能、 さらには光やスピンとの相互作用を用いた光/スピン機械的機能などの優れた特徴を 有する[1]。本講演ではGaAs/AlGaAsヘテロ構造を用いて作製したメカニカル共振器に 関して、これまで我々が進めてきた研究の概要と最近の話題[2-4]について、時間の 許す範囲で紹介する。
  
  [1] H. Yamaguchi, ";GaAs-based micro/nanomechanical resonators" Semicond. Sci. Technol. 32, 103003 (2017)
  [2] R. Ohta, et al., ";Dynamic control of the coupling between dark and bright excitons with vibrational strain" Phys. Rev. Lett. 120, 267401 (2018)
  [3] Y. Okazaki, et al., "Dynamical coupling between a nuclear spin ensemble and electromechanical phonons" Nat. Commun. 9, 2993 (2018)
  [4] M. Kurosu, et al., "On-chip temporal focusing of elastic waves in a phononic crystal waveguide" Nat. Commun. 9, 1331 (2018)
  
  世話人 友田 基信 (mtomoda@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 固体および液体酸素の超強磁場誘起相転移
  講師：野村 肇宏氏（東京大学物性研究所）
  日時： 2019年6月14日（金） 16:30-17:30
  場所： 北海道大学理学部2号館211室
  共催： 物理コロキウム、第257回エンレイソウの会
  
  要旨:
  酸素は等核二原子分子でありながらスピン量子数S=1が基底状態となる、特異な 分子磁石である。固体酸素は単原子固体で唯一の反強磁性絶縁体であり、その磁 性は古くから研究者たちの興味を集めた。ファンデルワールス力と反強磁性交換 相互作用の拮抗から、固体および液体酸素の結晶構造（局所構造）は磁気的基底 状態に強く依存する。 ”外部磁場によって磁気構造を制御した際に結晶構造がどう変化するか”という 問題は一見古典的だが、超強磁場を必要とすることから最近まで実験的検証は無 かった。
  我々は一巻きコイル法を用いた100-200 T領域の物性測定によって固体酸素の磁 場誘起相を発見し、その相図を明らかにすることに成功した[1,2]。 また液体酸素においても同様の液体-液体相転移の存在を示唆する結果を得た。 本コロキウムでは、酸素の強磁場研究の歴史を振り返り、今後の展開について議 論する。
  
  [1] T. Nomura, Y. H. Matsuda, S. Takeyama, A. Matsuo, K. Kindo, J. L. Her, T. C. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 112, 247201 (2014).
  [2] T. Nomura, Y. H. Matsuda, T. C. Kobayashi, Phys. Rev. B 96, 054439 (2017).
  
  世話人 柳澤 達也 (tatsuya@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 半導体表面上の原子層超伝導体 ?超伝導が表面科学と出会うとき?
  講師：内橋 隆 氏（物質・材料研究機構 表面量子相物質グループ グループリー ダー）
  日時： 2019年3月26日（火） 15:00-16:00
  場所： 北海道大学理学部2号館211室
  共催： 物理コロキウム、第256回エンレイソウの会
  
  要旨:
  近年、原子スケールの厚さしかないにもかかわらず高い結晶性を有する理想的な 二次元超伝導体の研究が、世界中で急速に進展している[1]。とりわけ、半導体 表面上の金属原子層において発見された超伝導に対しては、表面科学的手法を駆 使した新たな研究の展開が可能となる [2]。
  このような系では、電子状態は基板や吸着分子からの電荷移動やスピンなどの影 響を強くうけることが予想される。 また、固体表面では必然的に空間反転対称性が破れることから、スピン軌道相互 作用によるラシュバ効果が超伝導物性に影響を及ぼすことが期待される。 われわれのグループでは、超高真空・極低温・強磁場の多元極限環境における電 子輸送測定と、走査トンネル顕微鏡や角度分解光電子分光などの表面敏感な計測 手法を組み合わせた研究を行ってきており[3,4]、本講演では最近の成果を含め て紹介したい。
  
  [1] T. Uchihashi, Supercond. Sci. Technol. 30, 013002 (2017) [highlight in 2017].
  [2] T. Uchihashi et al., Phys. Rev. Lett. 107, 207001 (2011) [Editors’ Suggestion and featured in Physics].
  [3] S. Yoshizawa, TU et al., Phys. Rev. Lett. 113, 247004 (2014) [Editors’ Suggestion and featured in Physics].
  [4] S. Yoshizawa, TU et al., Nano Lett. 17, 2287 (2017).
  
  世話人 松永 悟明 (mat@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目： 化学の知見を活用した超伝導物質開発
  Development of novel superconductors utilizing chemistry ideas
  講師： 野原 実 氏（岡山大学異分野基礎科学研究所）
  日時： 2019年1月31日（木） 15:00 - 16:00
  場所： 北海道大学理学部5号館5-206室
  共催： 物理コロキウム、第255回エンレイソウの会
  
  要旨:
  1981年のノーベル化学賞は、フロンティア軌道理論の福井謙一と、 化学反応におけるウッドワード・ホフマン則を明らかにした ロアルド・ホフマンに授与された。固体物理とは一見無関係だが、 ホフマンは “How Chemistry and Physics Meet in Solid State” などの論文で、バンドフィリングによる化学結合の形成・切断制御や、 正構造と逆構造の積層による電荷移動など、超伝導物質の設計に 使えそうな様々なアイデアを提唱している。本コロキウムでは、 私たちの研究チームが開発した112型鉄系超伝導体CaFeAs2や 白金系超伝導体SrPt2As2などを例にして、ホフマンの化学を活用した 超伝導体の物質設計について議論する。
  
  世話人 網塚 浩 (amiami@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第254回エンレイソウの会
  
  渡邊 功雄 氏 (理化学研究所)
  2018年12月18日（木） 17:00-18:00
  北海道大学理学部2号館211室
  ミュオンと第一原理計算でみた銅酸化物高温超伝導体の電子状態
  
  1989年に発見された銅酸化物高温超伝導体は、発見後30年近い月日がたつにもか からずまだ多くのミステリーを抱えている。我々のグループは、酸化物発見当初 より精力的に一連の物質に関するミュオンスピン緩和法（μSR）研究を継続して いる。 近年では、試料合成の常識の逆をいく酸化物をナノ状態にした試料を用いてその 磁性の変化をμSR研究を行っている。またこれら一連の実験的成果をより詳細に 理解するために、密度汎関数法を用いた第一原理計算を行い、物質中におけるミュ オンの状態と、ミュオンを囲む電子状態に関する研究を実施している。 本講演においては、μSRの技術的内容を紹介することによって、今後どのように μSRを活用できるか、というアイデアを想起することができるよう期待する。ま た、ナノ状の銅酸化物高温超伝導体に関するμSR研究、およびその関連した測定 内容を紹介する。更には、これら一連のμSRからどのように物質の電子状態を記 述できるかどうか、第一原理計算を用いた研究成果も併せて報告し、μSR測定の 応用に関しての理解を深めていただきたい。
  
  世話人 松永 悟明　(mat@phys.sci.hokudai.ac.jp)　北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第253回エンレイソウの会
  山室 修 氏（東京大学物性研究所 教授）
  2018年11月29日（木） 16:30-18:00
  北海道大学理学部2号館4階 2-4-08
  単純分子液体のガラス転移と局所秩序構造
  
  ガラス転移は液体の粘度（あるいは緩和時間）が冷却に伴って有限温度で発散 的に増大するという極めて不思議な現象である。不規則系物理学の中心的課題と して長年研究されてきたが、その機構は未だ明らかにされていない。我々はこれ まで、できるだけ曖昧さがない議論をするため、できるだけ単純な分子液体にこ だわって研究を行ってきた。もちろん単純な分子は結晶化し易いため、低温蒸着 法などの独自の急冷法も開発した。実験手法は、最も正攻法とも言える熱容量測 定とＸ線・中性子線による構造解析である。高温でエントロピーが大きく独立に 運動している分子が、ガラス転移点に近づくとともに、急激にエントロピーを減 少させ、局所的な秩序構造を形成することが分かってきた。本講演では、ガラス 転移の何が面白いかを解説するとともに、我々のこれまでの研究成果の概要を紹 介したい。
  
  世話人 野嵜 龍介　(nozaki@sci.hokudai.ac.jp)　北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第252回エンレイソウの会
  中川 賢一 氏　(電気通信大学レーザー新世代研究センター 教授)
  2018年10月12日（金）　16:00-18:00
  北海道大学工学部 物理工学系大会議室 (A1-17室)
  レーザー冷却原子を用いた量子技術の最近の研究
  
  量子技術とは、量子力学の性質を用いて従来の古典技術の限界を超える技術を 実現しようというもので、これには量子コンピューティング、量子暗号などが挙 げられます。近年、レーザー冷却によって得られる極低温原子を用いて、このよ うな量子技術を実現しようと多くの研究が行われております。そこで本講演では、 原子干渉計による量子慣性センサーと、量子シミュレーションを取り上げてその 原理と最近の研究を紹介いたします。 　原子干渉計は、光の代わりに原子を用いた干渉計で、原子に働く様々な力を高 精度に測定することができます。特に、原子に働く慣性力を測定することにより、 重力加速度や回転を従来の光学干渉計より高い精度および感度で測定することが 可能になります。この原子干渉計を用いた量子慣性センサーの原理と実際の実験 結果を紹介した後、最近の研究動向を紹介します。 　次に、近年、注目されている量子シミュレーションについて紹介します。磁性 体や超伝導体などの量子多体系の性質を計算機シミュレーションで調べようとす ると、粒子数の増加に対して指数関数的に計算量が増加するため、量子シミュレー ションではこれに代わって、冷却原子などからなる人工的な制御性の良い量子多 体系でこの系を模倣してその物理的振る舞いを調べようというものです。我々の グループでは、最近、レーザー冷却原子を用いて強く相互作用する量子スピン系 のシミュレーションを実現しましたので、その実験結果と今後の研究動向を紹介 します。
  
  世話人：長谷川 祐司　(yhasegawa@eng.hokudai.ac.jp)　北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第250回エンレイソウの会
  講演題目： β"型有機超伝導体における電荷揺らぎ超伝導の可能性
  講師： 今城 周作 氏　(東京大学物性研究所)
  日時： 2018年9月6日（木）16:30-
  場所： 北海道大学理学部5号館5-205
  共催： 第250回エンレイソウの会
  
  要旨:
  有機電荷移動錯体の中でβ"型と分類される配列では、伝導を担う分子が強い二 量化構造などを示さないために、ほとんど等価な分子によって構成されている。 そのためカウンター分子との電荷移動によって基本的には金属バンドが期待され る。しかし、一部の塩では、弱い四量化と1/4充填バンドなどの組み合わせによっ て半金属的なバンドをもつ。このような場合にはサイト間クーロン斥力も強く電 子状態に影響し、電荷秩序などの電荷の自由度に関わる状態を示すことが知られ ている。そのような系で現れる超伝導状態は電荷の揺らぎを媒介にしている可能 性が考えられるが、スピン揺らぎなどと比較して実験的な検出が難しく、直接的 な証拠は得られていない。本研究では、この系の化学置換効果から電荷不均一相 と超伝導相の関係を調べ、熱測定から超伝導ギャップを議論している。また、電 荷不均一相の詳細を知るため強磁場量子振動測定によって高温領域まで伝導キャ リアの挙動を追跡した。また、今回の内容に関連し、強磁場を用いた有機伝導体 研究の今後の展開についても議論したい。
  
  世話人　井原 慶彦 (yihara@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第249回エンレイソウの会
  講演題目： エネルギー材料としてのペロブスカイト型混合アニオン層状化合物(MALC)
  講師： 神原 陽一 (慶應義塾大学理工学部物理情報工学科　准教授)
  日時： 2018年9月3日（月）　11:00-12:00
  場所： 北海道大学電子科学研究所（北キャンパス総合研究棟5号館）１階会議室
  主催：北海道大学電子科学研究所学術交流委員会
  共催：応用物理学会北海道支部、第249回エンレイソウの会、日本材料科学会
  
  要旨:
  　2008年の鉄系高温超伝導体の発見[1,2]は、結晶の単位胞に2種類以上の陰イオ ン(アニオン)がそれぞれの結晶学的サイトをとる層状化合物、混合(複合)アニオ ン層状化合物（Mixed Anion Layered Compounds, MALC）[3]に対する系統的な研 究の成果である。その後、様々なMALCで新超伝導体が発見された[4]。 MALCの概 念は、アニオンの組み合わせのみならず多様な分子構造を示す膨大な量の層状化 合物を含む。 その一例であるペロブスカイト型(Perovskite-type)構造を分子構 造として含むPerovskite-type MALCは、酸素欠陥量を変化させることで、新たな 電子機能の発現が期待される化合物である。しかしながら、Perovskite-type MALCの電子磁気状態相図の作成には、複数の磁性遷移金属イオンの性質をそれぞ れ独立で得る必要があり、元素択的な分析が要求される。
  　本講演では、高磁場領域での超伝導線材材料としての性能が期待される Perovskite-type MALCの内、Sr2VFeAsO3-delta[5]の電子磁気状態相図の作成[6] を概説する。その後に、得られた電子磁気状態相図を利用することで作製された Powder-In-Tube (PIT)型超伝導線材[7]と、高機能酸素発生反応(Oxygen evolution reaction: OER)電気触媒[8]の機能を紹介する。
  
  [1] For a review, Y. Kamihara, J. Cryo. Super. Soc. Jpn. 52, 383 (2017). in Japanese
  [2] Y. Kamihara, et al. J. Am. Chem. Soc. 130, 3296 (2008).
  [3] 平松秀典, 神原陽一, 透明酸化物機能材料の開発と応用 (CMD出版, 東京, 2006) p. 71
  [4] For a review, Y. Mizuguchi, J. Phys. Chem. Solids 84, 34 (2015).
  [5] X. Zhu, et al. Phys. Rev. B 79, 220512 (2009).
  [6] Y. Tojo, et al. arXiv: 1802.03907 (2018).
  [7] S. Iwasaki, et al. Mater. Sci. Tech. Jpn. 55, 77 (2018).
  [8] S. Hirai, et al. J. Mater. Chem. (2018). 10.1039/C8TA04697B
  
  世話人　海住 英生、藤岡 正弥、西井 準治 (kaiju@es.hokudai.ac.jp)
  北海道大学 電子科学研究所 光電子ナノ材料研究分野
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会
  講演題目： Quantum spin liquids: beyond the kagome lattice
  講師： Fabrice BERT (Spectroscopies des Materiaux Quantiques, Laboratoire de Physique des Solides, Orsay, France)
  日時： 2018年7月26日（木）　16:30-
  場所： 北海道大学理学部5号館2階 5-205
  共催：第248回エンレイソウの会、物理コロキウム
  
  要旨:
  Beyond the now archetypal spin liquid material herbertsmithite, we have explored different frustrated structures which open new tracks to tackle the still difficult problem of the Heisenberg antiferromagnetic model on the kagome lattice and/or avoid the also difficult problem of defects.
  
  In [NH4]2[C7H14N][V7O6F18], the V4+ ions (d1), with less Jahn-Teller effect compared to Cu2+ (3d9), form a unique S = 1/2 breathing kagome lattice which consists of alternating equilateral triangles, preserving the full frustration of the isotropic model and the spin liquid ground state[1,2]. Combining NMR measurement of the local susceptibility and state-of-the-art series expansion analysis, we could evaluate the ratio J’/J=0.55 for the interactions of the two sets of triangles. In line with recent theoretical results from variational methods and DMRG[3], we found that the spinon excitations are gapless and lead to a metallic-like low T heat capacity in this strong insulator. This experimental study should trigger novel theory approaches of the kagome problem through a J’-> J limit.
  
  PbCuTe2O6 emerged recently as a unique example of a Cu2+ (S=1/2) based quantum spin liquid (QSL) with a three dimensional lattice and dominant interactions building up a 3D network of corner sharing triangles, coined “hyperkagome”. We used sub-kelvin magnetization, NMR and muSR to establish the absence of magnetic freezing down to 20mK and the persistence of slow fluctuations [4]. The finite susceptibility at low T suggests a QSL state with a spinon Fermi Surface. A recent inelastic neutron scattering experiment revealed the fractional nature of the magnetic excitations forming a continuum of spinons, thus providing the last important evidence for the spin liquid nature of the ground state [5].
  
  References
  [1] L. Clark, J.-C. Orain, F. Bert, M.A. De Vries, F.H. Aidoudi, R.E. Morris, P. Lightfoot, J.S. Lord, M.T.F. Telling, P. Bonville, J.P. Attfield, P. Mendels and A. Harrison, Phys. Rev. Lett. 110, 207208 (2013)
  [2] J.-C. Orain, B. Bernu, P. Mendels, L. Clark, F. H. Aidoudi, P. Lightfoot, R. E. Morris and F. Bert, Phys. Rev. Lett. 118, 237203 (2017)
  [3] C. Repellin, Y-C He, F. Pollmann, Phys. Rev. B 96, 205124 (2017); Y. Iqbal, D. Poilblanc, R. Thomale, F. Becca, Phys. Rev. B 97, 115127 (2018)
  [4] P. Khuntia, F. Bert, P. Mendels, B. Koteswararao, A. V. Mahajan, M. Baenitz, F. C. Chou, C. Baines, A. Amato, and Y. Furukawa, Phys. Rev. Lett. 116, 107203 (2016)
  [5] S. Chillal et al, preprint arXiv:1712.07942
  
  世話人　井原 慶彦 (yihara@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第247回エンレイソウの会
  
  講演題目：TaSe_2における電荷密度波の光誘起ダイナミクス
  講師：　池田 達彦 氏（東京大学物性研究所）
  日時：　平成30年4月24日（火）　10:00-11:30
  場所：　北海道大学工学部A棟A1-70室(物理工学系会議室)
  
  要旨：
  　遷移金属ダイカルコゲナイドは、多彩な電荷密度波(CDW)とそれに伴う格子変 形を示す層状の物質群として興味を持たれ、1970年代以降調べられて来た [1]。 近年は時間分解測定技術が発展し、非平衡ダイナミクスの格好の舞台として精力 的に研究され、電子と格子の協力現象や異なるCDW間の構造相転移が実験的に明 らかにされてきている。1T-TaSe_2は遷移金属ダイカルコゲナイドの中で比較的 単純な相図を持ち、約470Kより高温では incommensurate なそれより低温では commensurate なCDWを示すことが知られている。また、commensurate相から incommensurate相への光誘起相転移も観測されている [2]。
  　本セミナーでは、1T-TaSe_2のCDW相を再現する経験的強束縛模型を構築し、こ れを用いた光誘起ダイナミクスの理論的研究について発表する。この模型は三角 格子上の三軌道模型であり、移動積分の値は我々が行った第一原理計算の結果を フィッティングし決定されている。CDWの理論的取り扱いは大きな単位胞を必要 とするため、第一原理計算と強束縛模型を併用する手法が有効である。この模型 に格子変形自由度を古典的に導入することで、温度相図を再現し、光誘起ダイナ ミクスの議論を行う。
  
  参考文献
  [1] J. A. Wilson et al., Adv. Phys. 24, 117-201 (1974).
  [2] S. Sun et al., Phys. Rev. B 92, 224303 (2015).
  
  世話人　丹田 聡 (tanda@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第246回エンレイソウの会
  
  講演題目：横波超音波による縮退バンドをもつ超伝導体の多極子秩序の研究
  講師：　栗原 綾佑 氏（新潟大学大学院自然科学研究科）
  日時：　平成29年1月19日（金）　16:30-17:30
  場所：　理学部5号館205教室*
  （*１月19日はセンター試験の追試験「予備日」になっておりますので、追試験 が実施される場合は、教室を理学部3号館205号室に移動します。）
  共催：　物理コロキウム
  
  要旨：
  　超音波は結晶格子を変形させながら密度r (kg/m^3)の固体中を伝搬する．この とき，音速v (m/s)の測定からは物質の硬さを表す弾性定数C = rv^2 (J/m^3 = Pa)が[1]，信号強度の測定からは音波の伝わりにくさを表す超音波吸収係数α (dB/m)が決定できる[2]．特に，進行方向に対して垂直方向に変位を誘起する横 波超音波は，結晶格子の伸縮や角度変化を生じさせる歪みεと，格子の回転ωを 同時に誘起する[2]．このとき歪みεは，固体中の電子状態を特徴づける結晶場 ポテンシャルを変調するため，摂動として系のハミルトニアンに新たな項が生じ る．これは四極子-歪み相互作用として理解でき，縮退軌道を占有する電子がも つ自由度である電気四極子Oを用いてH_QS = -g_QOεと記述できる．これまでは， 弾性定数Cの低温に向かってのソフト化からは電気四極子感受率の実部が，超音 波吸収係数αの増大からは感受率の虚部が調べられ，希土類化合物における局在 4f電子系の四極子秩序の対称性の破れの解明など成果を上げてきた．他方，格子 の回転ωは格子間距離を変えないためフックの法則による弾性エネルギーを不変 に保ち，中心力ポテンシャルである結晶場も変調しないため，回転と結合する量 子自由度や相転移の対称性の破れへの寄与は未解明であった．
  　講演者は，従来超音波が活躍した局在電子系を超えた遍歴電子系での四極子効 果と，結晶場ではなく異方的な四極子相互作用に由来する回転効果と対称性の破 れを解明するために，鉄ヒ素超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2での超音波実験を行った． Ba(Fe_1-x Co_x)_2As_2は，Fe^2+(3d^6)をCo^2+(3d^7)に置換するキャリアドー プにより，正方晶D_4h^17から斜方晶D_2h^23への構造相転移が抑制され，その量 子臨界点近傍でT_SC = 23 Kの超伝導が発現する[3]．また，Fe^2+の3d電子に由 来する縮退バンドをもつことや，構造相転移点や超伝導転移点に向かっての弾性 定数の巨大ソフト化，および顕著な超音波吸収から[4, 5, 6]，四極子相互作用 による超伝導が議論されている．本講演では，これまでの講演者の超音波実験に よって明らかになった以下の3点の物理について議論する．
  　　(1). 電気四極子-歪み相互作用と，強四極子秩序に伴う構造相転移
  　　(2). 電気十六極子-回転相互作用と十六極子感受率
  　　(3). 超伝導転移に伴う強十六極子秩序
  　(1)では，構造相転移点で弾性定数と超音波吸収係数が発散する臨界減速の観 測から明らかにした，遍歴電子系の縮退バンドに由来する四極子の強的秩序を議 論する．(2)では，これまでの超音波物理では見られなかった超伝導転移点で超 音波吸収係数だけが発散する臨界減速を記述するために，講演者が新たに提案し た，横波超音波の回転ωと異方的な四極子相互作用に由来する電気十六極子Hと の結合H_rot = -g_H H ω，および十六極子の感受率について議論する．(3)では， 超伝導転移点での十六極子感受率（超音波吸収係数）の発散の理由が，縮退バン ド由来の四極子相互作用によって生じる超伝導とともに，強十六極子秩序が生じ る点にあることを議論する．
  　これに合わせて本講演では，こ　れまでの超音波実験と四極子物理の例を始め として，超音波物理の基本事項についても補足する．
  
  
  [1]. C. Kittel, キッテル 固体物理学入門（上）第8版 (丸善, 2005).
  [2]. B. Luthi, Physical Acoustics in the Solid State (Springer, Berlin, 2005).
  [3]. S. Nandi et al., Phys. Rev. Lett. 104, 057006 (2010).
  [4]. T. Goto, et al., J. Phys. Soc. Jpn. 80, 073702 (2011).
  [5]. 栗原綾佑，新潟大学博士論文 (2016).
  [6]. R. Kurihara et al., J. Phys. Soc. Jpn. 86, 064706 (2011).
  
  
  世話人　柳澤 達也 (tatsuya@cris.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第245回エンレイソウの会
  
  講演題目: 有機導体における自由度と相転移
  －伝導電子と局在モーメントが織りなす不思議な状態‐
  講師: 西尾 豊 氏 (東邦大学理学部物理学科・教授)
  日時: 平成29年12月18日（月）16:00-17:00
  場所: 理学部2号館211室
  
  要旨:
  有機導体は低温でも様々な自由度が大きな寄与を保っており、多彩な相転移を繰 り広げる。分子同士が弱い分子間力によって結ばれているための大きな格子振動、 伝導に寄与するπ電子系の狭いバンド幅による大きな自由電子系の自由度と局在 化によって現れるスピンの自由度等である。そのなかでもBETS2FeX4系ではこれ らの自由度により、超伝導相、絶縁体相、磁気秩序相が共存あるいは競合し、ゼ ロ磁場では絶縁体反強磁性相が安定化するのに対し、強磁場中では通常抑制され る超伝導の発現がみられる。本講演ではこれらの系の特徴的な相転移を熱測定か ら評価した自由度から解説する。
  
  世話人　松永 悟明 (mat@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第244回エンレイソウの会
  
  講演題目: 分裂するスピン ー磁性絶縁体中に創発するマヨラナ粒子ー
  講師: 求 幸年 氏 (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: 理学部2号館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)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 応用物理学部門学術講演会・日本物理学会北海道支部講演会・第243回エンレイ ソウの会・応用物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目: 空間反転対称性の破れた系でのトポロジカル相とスピントロニクス
  講師: 村上 修一 氏 (東京工業大学理学院・教授)
  日時: 平成29年11月27日（月）16:30-17:30
  場所: 北海道大学工学部物理工学系会議室1（A3-62）
  
  
  要旨:
  　固体結晶の多くは空間反転対称性を有しているが、一方で空間反転対称性が破 れた結晶もある。本講演では、こうした空間反転対称性が破れた結晶においての み実現される、特異なトポロジカル相やスピントロニクスの性質について、最近 の研究成果を紹介する。
  　スピントロニクスに関しては、例えば物質表面で実現されるラシュバ分裂と呼 ばれるスピン分裂が詳しく研究されているが、一方でバルクの結晶構造自身が空 間反転対称性を破るものもあり、閃亜鉛鉱型の半導体（GaAs等）や、テルルなど のらせん状の鎖からなる結晶構造などがある。例えばラシュバ分裂を持つ系など 反転対称性の破れた系では、電流を流すとスピン偏極が生じるエーデルシュタイ ン効果がある。本講演では最近我々の予言したエーデルシュタイン効果の変種を ２つ[1,2,3]紹介する。１つは軌道エーデルシュタイン効果であり、例えばテル ルのようならせん型結晶では、ソレノイドとの類推により、金属の場合に電流を 流すと磁化が電流と平行ないし反平行に誘起されるものである[1,2]。もう一つ はフォノンの熱エーデルシュタイン効果である。一般の波数におけるフォノンは 縦波と横波との混成により一般に回転成分を持ち、角運動量を担う。時間反転対 称性を持つ結晶であれば平衡状態でフォノン角運動量の和はゼロであるが、熱流 を流すと結晶全体でフォノン角運動量が誘起できることを示した[3]。これを例 えばテルルにおいて第一原理計算を行って評価した。
  　また、空間反転対称性が破れているときに現れるトポロジカル相というものが あり、例えばワイル半金属がその例である。このワイル半金属の基本的な性質と トポロジーの関係、また物質における実現例について議論する[4,5,6]。
  [1] Yoda, Yokoyama, Murakami, Sci. Rep. (2015).
  [2] Yoda, Yokoyama, Murakami, arXiv:1706.07702.
  [3] Hamada, Minamitani, Hirayama, Murakami, preprint (2017).
  [4] Murakami, New J. Phys. 9, 356 (2007)
  [5] Murakami, Hirayama, Okugawa, Miyake, Sci. Adv. 3, e1602680 (2017)
  [6] Hirayama, Okugawa, Ishibashi, Murakami, Miyake, PRL 114, 206401 (2015)
  
  
  世話人　鈴浦 秀勝 (suzuura@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 応用物理学部門学術講演会・日本物理学会北海道支部講演会・第242回エンレイ ソウの会・応用物理学会北海道支部講演会
  
  講演題目: 半導体量子構造におけるスピン軌道相互作用を用いた永久スピン旋回 状態の制御
  講師: 好田 誠 氏 (東北大学大学院工学研究科・准教授)
  日時: 平成29年11月10日（金） 16:30-17:30
  場所: 北海道大学工学部物理工学系大会議室（A1-17）(工学部A棟1階)
  
  要旨:
  半導体におけるスピン軌道相互作用は、結晶やヘテロ構造の反転対称性の破れに 起因し、電子スピンに対して有効磁場を与える相互作用である。この有効磁場は、 半導体の有する精密なバンド構造設計や微細加工と組み合わせることで、ゲート 電場などを介し外部制御できる。よって、スピン生成やスピン制御といったスピ ントロニクスデバイスの要素技術を外部磁場や強磁性体を必要とすることなく構 築できる利点を有する。特にIII-V族化合物半導体量子構造では、異なる対称性 を有するRashbaおよびDresselhausタイプのスピン軌道相互作用が存在する。こ の2つのスピン軌道相互作用を等しい強さにすると、誘起される有効磁場は1軸方 向に揃いSU(2)対称性を有するため、永久スピン旋回状態と呼ばれるヘリカルス ピン秩序を形成する。この永久スピン旋回状態の利点は、スピン軌道相互作用が 存在しているにも拘らずスピン緩和が抑制できるため、有効磁場によるスピン制 御と長距離スピン輸送を同時に実現できる点にある。本講演では、GaAsやInGaAs 量子井戸における有効磁場(スピン軌道相互作用)の精密測定手法[1,2]や、永久 スピン旋回状態のゲート制御および細線構造を利用したスピン緩和の抑制につい て最近の研究を紹介する[3-5]。
  
  [1] M. Kohda et al., Appl. Phys. Lett. 107, 172402 (2015).
  [2] A. Sasaki et al., Nat. Nanotech. 13, 703 (2014).
  [3] K. Yoshizumi et al., Appl. Phys. Lett. 108, 132402 (2016).
  [4] P. Altmann et al., Phys. Rev. B 92, 235304 (2015).
  [5] Y. Kunihashi et al., Nat. Commun. 7, 10722 (2016).
  
  世話人　足立 智 (adachi-s@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 日本物理学会北海道支部講演会・第241回エンレイソウの会・物理コロキウム
  
  講演題目: Skyrmions and their future potential applications
  講師: David Schroeter 氏 (Tech. Univ. Braunschweig)
  日時: 平成29年10月27日（金） 16:30-18:00
  場所: 北海道大学 工学部 C214講義室 (工学部C棟2階)
  
  
  要旨:
  Magnetic skyrmions are topological distinct spin textures, which have attracted significant interests in recent years due to their intriguing magnetic interactions and attractive attributes for spintronic applications. Their non-trivial topology and quasiparticle like behaviour is a source of rich and interesting physics. Furthermore due to their strong coupling to the conduction electrons it makes the field of skyrmionics interesting for extreme low-power information technologies. Data is envisioned to be encoded in topological charges instead of electronic charges as in conventional semiconducting devices.
  
  In my talk I will give an introduction and overview about the progress and current state of the field of skyrmions, focussing on the experimental realization of skyrmions, their detection and their manipulation methods. Furthermore I will give a brief overview of possible realizations of future skyrmionic technologies and will discuss some of the current challenges in this field. Specifically I will focus on the progenitor material MnSi in which skyrmions have first been discovered in 2009 and is since then being heavily investigated as a model compound for studies on skyrmions.
  
  Finally I will present our results of the investigation of thin film MnSi material, which in previous findings exhibits widely varying properties in particular with respect to electronic transport leading to the question about the existence of skyrmions in thin film samples. Then, starting from giving an overview of the optimization of the sample quality, I will present our results of nanostructuring and subsequent investigation of the transport properties with the goal of identifying skyrmionic signals via electrical means.
  
  世話人　日高 宏之 (hidaka@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第240回エンレイソウの会
  
  講演題目: 反転対称性を持たない磁性体における素励起の非相反伝搬
  講師: 佐藤 卓 氏 (東北大学多元研)
  日時: 平成29年11月8日（水） 16:30-17:30
  場所: 北海道大学 工学部 応用物理学専攻会議室(A3-62、工学部A棟3階)
  
  要旨:
  反転対称性を持たない系内の粒子の分散には（例えば電子に対するラシュバ分裂 のように特徴的な分裂が生じることがある。同様なバンド分裂は準粒子に対して も起こるものと予想される。磁性体中の代表的な準粒子は秩序磁気構造からの波 状の揺らぎを量子化したマグノンである。我々は最近反転対称性を持たない強磁 性体および反強磁性体におけるマグノンの分散関係を、中性子非弾性散乱をもち いて精密に測定し、それぞれに特徴的なマグノン分散分裂を観測した。この結果 は非相反なマグノン伝搬を意味しており、マグノニクスの観点からも興味深い。
  
  世話人　高倉 洋礼
  (takakura@eng.hokudai.ac.jp )
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第239回エンレイソウの会・物理コロキウム
  
  講演題目: CrAsとMnPの圧力誘起超伝導相近傍における磁性
  講師: 松田　雅昌 氏 (Ork Ridge National Laboratory)
  日時: 平成29年10月23日（月） 16:30-
  場所: 北海道大学 理学部 2号館2-408
  
  
  要旨:
  最近、CrAsとMnPが高圧下で超伝導を示すことが発見された。どちらの物質も常 圧では磁気秩序を示すため、超伝導発現機構に磁性が深く関与していると考えら れる。圧力をかけると、CrAsではヘリカル磁気構造の周期や磁気モーメントが徐 々に変化するが、MnPでは強磁性相、ヘリカル相を含む複雑な磁気相図を示す。 高圧下中性子回折実験の結果、両者ともに超伝導相近傍の磁気相はヘリカル相で あることが明らかになった。また、CrAsの化学ドーピング効果の研究により、超 伝導とスピン揺動の相互作用を示唆する結果を得た。
  
  世話人　吉田紘行 (hyoshida@sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  
  

• 第238回エンレイソウの会
  
  日時: 2017年7月14日(金) 16:30-18:00
  場所: 北海道大学工学部A1-70 (A棟1階、物理工学系会議室)
  講師: 速水 賢 氏
  題目: 磁性絶縁体および金属磁性体におけるスキルミオン結晶
  
  
  要旨:
  　トポロジカルに非自明な磁気構造として特徴づけられるスキルミオンは、2009 年に空間反転対称性をもたないB20系合金で観測されて以来、トポロジカルホー ル効果や電気磁気効果などの多くの興味深い物性現象を通じて盛んに研究されて きた。これらのスキルミオンの発現には、空間反転対称性が破れた系の下でのス ピン軌道相互作用に由来したジャロシンスキー・守谷相互作用が重要な役割を担っ ている。一方で、最近になって、空間反転対称性を有する物質や理論模型におい てもスキルミオンが見出されており、その微視的な安定化機構が議論の的になっ ている。こうした新しいタイプのスキルミオンは従来とは異なる性質を示すこと から、更なる新しい物性の可能性が期待されている。
  　本研究において我々は、新しいスキルミオンの探索およびその安定化機構を明 らかにするために、(1)磁性絶縁体と(2)金属磁性体に対して模型解析を行った。 (1)に関しては、三角格子上の古典ハイゼンベルグ模型においてフラストレート した相互作用および磁気異方性がスキルミオンの安定性におよぼす影響を、解析 計算、変分計算およびモンテカルロ計算を用いて相補的に調べた。その結果、パ ラメタ領域に応じてスキルミオン結晶相やバブル結晶相といった特異な磁気秩序 相が発現することを明らかにした。(2)に関しては、三角格子上の近藤格子模型 に対して、多項式展開法と Langevin dynamics を組み合わせた高効率な数値手 法を用いることにより、ゼロ磁場において従来とは異なるタイプのスキルミオン が現れることを明らかにした。講演ではそれぞれの模型に対して得られた相図を 示し、スキルミオンを発現するための必要な要素について議論する。
  
  エンレイソウの会 世話人
  市村 晃一
  
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第237回エンレイソウの会
  
  演題：分子集合体中のプロトンダイナミクスを利用した強誘電性と強弾性の創製
  講師：芥川 智行 氏 （東北大学多元物質科学研究所・教授）
  日時：平成29年2月9日（木） 14：00-15:00
  場所：北海道大学電子科学研究所（北キャンパス総合研究棟5号館）１階会議室
  共催：応用物理学会北海道支部 （共催団体：主催　北海道大学電子科学研究所学術交流委員会）
  
  講演の要旨
  有機分子の設計自由度に着目した分子集合体の多重機能性の開拓が活発に行われている。中でも、分子間水素結合のダイナミクスに由来する分子性強誘電体や分子性強弾性体材料は、プロトンダイナミクスがバルク物性と相関する興味深い分子集合体である[1]。強誘電特性の発現とさらなる機能付加を試みるために、π電子骨格に複数のテトラデシルアミド基（-CONHC14H29）を導入した誘導体の分子会合特性、分子集合体形成および分子間水素結合に由来する強誘電性の発現に関する検討を行った[2, 3]。特に、ピレンにテトラデシルアミド基を導入し た新規化合物1の液晶性・誘電物性・溶液中での会合挙動・光物性・ゲル化能に関する検討から、「光る強誘電体」の創製に成功した。化合物1は、ピレンのπ電子の重なりと分子間N-H~O=水素結合の形成によりカラム構造を形成する。化合物1のColh相における強誘電性が、電場-分極（P-E）ヒステリシス曲線から確認された。これは、カラム内の分子間アミド結合の反転による分極反転から生じる。さらに、分子集合体中のダイナミックなドメイン反転が外場応答により生じる分子性強弾性体に着目した。フレキシブルアクチュエーターやセンサ材料としての応用が期待される分子性強弾性体の力学応答は、これまでに検討されることが無かった。本研究では、３種類の分子性強弾性体（2, 3および4）に着目して、そのドメイン反 転メカニズムを初めて明らかにした。
  [1] T. Akutagawa, et al, J. Am. Chem. Soc. 126, 291 (2004).
  [2] Y. Shishido, T. Akutagawa, et al. J. Phys. Chem. C. 118, 21204 (2014).
  [3] H. Anetai, T. Akutagawa et al, J. Phys. Chem. Lett. 6, 1813 (2015).
  
  世話人 海住 英生、藤岡 正弥、西井 準治
  　　　　北海道大学 電子科学研究所 光電子ナノ材料研究分野
  　　　　電話：011-706-9349 kaiju@es.hokudai.ac.jp
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第236回エンレイソウの会
  
  日時：2017年1月11日 16:30-18:00
  場所：北海道大学工学部A棟A1-17会議室
  
  講師:Yakov V. Fominov, (Landau Institute of Theoretical Physics, Russia)
  
  題目: Cooper pair splitting in diffusive magnetic SQUIDs
  
  要旨
  We study Josephson junctions with weak links consisting of two parallel disordered arms with magnetic properties – ferromagnetic, half-metallic or normal with magnetic impurities. In the case of long links, the Josephson effect is dominated by mesoscopic fluctuations. In this regime, the system realizes a phi_0 junction with sample-dependent phi_0 and critical current. Cooper pair splitting between the two arms plays a major role and leads to 2*Phi_0 periodicity of the current as a function of flux between the arms. We calculate the current and its flux and polarization dependence for the three types of magnetic links. [Reference: arXiv:1609.01234].
  
  世話人：浅野泰寛
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第235回エンレイソウの会
  
  講演題目：　光格子で挑む量子多体ダイナミクス
  講　　師：　福原　武 氏
  　　　　　（理化学研究所 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）
  日　　時：　平成28年12月22日（木） 16:30-18:00
  場　　所：　北海道大学工学部物理工学系大会議室 A1-17 (工学部A棟1階）
  
  
  講演の要旨
  　レーザー冷却などの技術によりマイクロケルビン以下まで冷却された原子気体は、光によって作られるわずかなポテンシャルにも捕獲される。光の定在波を用いることで、極低温原子に周期的なポテンシャルを形成することができ、これを固体（結晶格子中の電子）との類似から光格子と呼ぶ。この光格子を使う実験系では、システムのパラメーターを広域にわたって制御可能であり、意図しない不純物や格子欠陥などの不確定な要素も極めて少なく、更には従来の凝縮系実験では困難であった様々な操作や測定を行うこともできるため、新たな量子多体・強相関研究の舞台として注目を集めている。特に最近、この操作・測定は究極のレベル、つまり光格子中の単一原子にまで拡張されてきた。この技術を用いると、系を局所的に励起し、その後の非平衡ダイナミクスを単一原子レベルで追いかけることが可能となる。本講演では、光格子中の原子により形成された一次元ハイゼンベルクスピン鎖において、局所的に導入されたスピン不純物の量子ダイナミクスに関する実験結果[1-3]について紹介する。
  
  [1] T. Fukuhara et al., Nature Phys. 9, 235 (2013).
  [2] T. Fukuhara et al., Nature 502, 76 (2013).
  [3] T. Fukuhara et al., Phys. Rev. Lett. 115, 035302 (2015).
  
  世話人　森田　隆二
  北海道大学大学院工学研究院
  応用物理学部門
  内線：6626
  E-mail：morita@eng.hokudai.ac.jp
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第234回エンレイソウの会・物理コロキウム
  
  日時：11/10（木）16:30-18:00
  場所：理学部５号館 5-205
  講演者：神奈川大学 工学部 物理学教室 准教授 佐々木 志剛 氏
  タイトル：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
  
  アブストラクト：
  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。
  
  世話人教員：根本 幸児（3441,nemoto@statphys.sci.hokudai.ac.jp）
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第233回エンレイソウの会
  
  講演題目：Pair-pair interactions in high-Tc superconductivity : evidence from tunneling experiments
  講師： William Sacks (Sorbonne Universities, Paris, France)
  日時： 平成28年10月28日 (金) 15:00-
  場所： 北海道大学理学部5号館5－206教室
  
  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)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第232回エンレイソウの会
  
  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
  共催：応用物理学会北海道支部講演会、第232回エンレイソウの会）
  
  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 (toda@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第231回エンレイソウの会
  
  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
  講演者: 田中秀数 教授 (東京工業大学理学院物理学系)
  日時・場所： 2016年10月5日(水) 16:30-18:00 @北海道大学理学部2号館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@mail.sci.hokudai.ac.jp)
  
  

• 主催　北海道大学電子科学研究所学術交流委員会
  共催　応用物理学会北海道支部、第230回エンレイソウの会
  
  講演題目：　積層型磁性ナノワイヤにおける電流誘起磁壁移動
  講師：　小峰 啓史 氏　(茨城大学工学部付属グリーンデバイス教育研究センター 副センター長)
  日時：　平成28年9月30日（金）15:30-16:30
  場所：　北海道大学電子科学研究所（北キャンパス総合研究棟5号館）１階セミナー室1-2
  要旨：
  情報通信にかかるトラフィック量及び消費電力の爆発的な増大は留まるところ知らず， 高速動作可能な不揮発性メモリデバイスの開発は持続可能な社会を構築する上で急務 の課題である．近年，電流及び電圧によるスピンの直接制御が盛んに議論されており， スピントランスファートルク(STT) 効果を利用した高速情報記憶素子が研究されている． STT によるスピン制御デバイスとして，電流誘起磁壁移動を利用したMagnetic Racetrack Memoryが提案されている．Magnetic Racetrack Memoryは，逐次アクセスメモリであり， スーパーハイビジョン対応の映像情報に対応出来る高速メモリデバイスとして期待され ている．また，磁壁の電流駆動およびナノワイヤによる3 次元集積のアイデアは実用上 興味深いばかりではなく，構造の工夫によって新しい情報処理素子の可能性も秘めている． 磁壁移動型デバイスの実用化のためには，低電力化，高密度化，高速化の課題を解決 する必要がある．本講演では，我々が取り組んできた磁壁移動のための閾値電流低減[1]， 高密度ビットを達成するための積層構造[2]を紹介する．さらに，最近取組んでいる積層型 磁性ナノワイヤによる磁壁移動高速化の可能性[3]，及び，スピン軌道トルクを利用した 高速化の可能性[4]について紹介する．
  
  [1] T. Komine et al., J. Appl. Phys. Vol. 109, 07D503/pp.1-3, 2011.
  [2] T. Komine et al., J. Appl. Phys. Vol. 111, 07D314/pp.1-3, 2012.
  [3] T. Komine et al., J. Appl. Phys. Vol. 117, 17D512/pp.1-4, 2015.
  [4] T. Komine et al., AIP Advances Vol 6, 056409/pp. 1-7, 2016.
  
  世話人　海住英生(北大電子研 011-706-9349、kaiju@es.hokudai.ac.jp)、藤岡正弥、西井準治
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第229回エンレイソウの会
  
  題目： On tetrahedratic order and chiral symmetry breaking
  講演者: Prof. Dr. Helmut R. Brand
  (Department of Physics, University of Bayreuth, Germany)
  日時・場所： 2016年8月22日(月) 16:00-17:00 @北海道大学理学部2号館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
  
  連絡先： 中垣 俊之(nakagaki@es.hokudai.ac.jp)
  北 孝文(kita@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第228回エンレイソウの会・物理コロキウム
  講演題目： 量子スピン液体の熱力学と磁気ダイナミクス
  講師： 那須 譲治 氏 (東京工業大学理学部 助教)
  日時： 平成28年8月2日 (火) 15:00-16:00
  場所： 北海道大学理学部 2号館2-505 室
  
  要旨：
  極低温まで磁気秩序を示さない量子スピン液体はP. W. Andersonによる理論提案 以降、およそ半世紀にわたって磁性物理学の主要な研究テーマのひとつになって いる。しかしながら、これまで数値的にこの状態を取り扱うのは計算手法の制限 から絶対零度ですら困難とされており、加えてこの状態にはあらわな秩序変数が 存在しないため、それをどのようの特徴づけるかも議論となっていた。近年では、 量子スピン液体では量子スピンが分数化されて生じたフェルミ励起が生じるとし て、極低温での比熱や熱伝導度の漸近的な振る舞いが実験的に調べられている。 本研究では、量子スピン模型のひとつであるキタエフ模型に着目する。この模型 は、厳密に解くことができる数少ない2次元模型であり、その基底状態は分数化 されたフェルミ励起を素励起に持つ量子スピン液体である。このスピン液体の性 質がどのように高次元/有限温度に拡張されるかは興味深い問題である。また、 この模型はスピン軌道相互作用の強いイリジウム酸化物に代表される5d電子系に おいて実現されると考えられており、実験との比較を行うためにも、有限温度の 解析が必須となる。
  2次元及び3次元キタエフ模型に対して，有限温度の熱力学量と動的磁気応答を計 算した。この模型はジョルダン・ウィグナー変換により相互作用のないマヨラナ フェルミオン系とそれと結合する局所Z2変数という形に書き換えることができる。 フェルミオン系を厳密対角化し、局所Z2変数の配置をモンテカルロ法によって更 新することで、有限温度のシミュレーションをおよそ1000サイトまでのサイズで 行った。その結果、比熱に2つのピーク構造を見出した[1,2]。この2つのピーク のそれぞれでエントロピーが半分ずつ解放される。これは，量子スピン液体の特 徴であるスピンの分数化を反映したものである。3次元系では特に、低温の比熱 のピークで相転移を示す。これは高温の常磁性から低温の量子スピン液体へのス ピン系の"気液転移"と見なせる。さらに、2次元系において、ラマンスペクトル の温度依存性を計算し、実験結果とよい一致を示すことを見出した[3]。この結 果は、現実の物質においても分数化されたフェルミ励起が存在する直接的な証拠 となる。加えて、動的スピン構造因子、磁化率、NMR磁気緩和率に対してどのよ うに分数化が現れるかも議論する[4]。
  
  [1] J. Nasu, M. Udagawa, and Y. Motome: Phys. Rev. Lett. 113, 197205 (2014).
  [2] J. Nasu, M. Udagawa, and Y. Motome: Phys. Rev. B 92, 115122 (2015).
  [3] J. Nasu, J. Knolle, D. L. Kovrizhin, Y. Motome, and R. Moessner: Nat. Phys. nphys3809 (2016).
  [4] J. Yoshitake, J. Nasu, and Y. Motome: arXiv:1602.05253.
  
  世話人 速水 賢 (hayami@phys.sci.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院理学研究院物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第226回エンレイソウの会
  講演題目： Skyrmions, Merons and Monopoles: Topological Excitations in Chiral Magnets
  講師： Avadh Saxena 氏 (Los Alamos National Lab)
  日時： 平成28年4月28日 (木) 16:30-18:00
  場所： 北海道大学 工学部 物理工学系大会議室 (A1-17室)
  
  要旨：
  Stable topological excitations such as domain walls and vortices are ubiquitous in condensed matter as well as high energy physics and are responsible for many emergent phenomena. In 2009 a new mesoscopic spin texture called skyrmion was discovered experimentally in certain conducting and insulating magnets. It is now believed to exist in Bose-- ‐Einstein condensates, 2D electron gases, superconductors, nematic liquid crystals among many other systems. This topological excitation was originally proposed by Tony Skyrme in 1958 in a nonlinear field theory of baryons. In the temperature--‐magnetic field phase diagram of chiral magnets, skyrmions form a triangular lattice in the low temperature and intermediate magnetic field region (in thin films). In metallic magnets, skyrmions can be driven by a spin polarized current while in insulating magnets by magnons. The threshold current density to depin skyrmions is 4 to 5 orders of magnitudes weaker than that for magnetic domain walls. The low depinning current makes skyrmions extremely promising for applications in spintronics. I will first attempt to summarize the experiments and present an overview on skyrmions. Then I will demonstrate how increasing the easy--‐plane anisotropy results in a transition from a triangular lattice of skyrmions to a square lattice and eventually to merons. The latter are essentially half--‐ skyrmions and with half the topological charge. Finally, I will show that under current driving skyrmions tubes can split or merge at certain points leading to the formation of magnetic monopoles and anti--‐monopoles connected by a Dirac string.
  
  世話人　丹田 聡 (tanda@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第225回エンレイソウの会
  日時：　平成28年2月8日 (月) 16:30-18:00
  場所：　北海道大学 工学部 物理工学系大会議室 (A1-17室)
  
  講演者:長谷川 祐司 氏　(ウィーン工科大学 Atominsitut)
  題目：　中性子二重スリット実験における量子チェシャ猫　～ 透明人間それとも幽体分離？ ～
  
  要旨：
  量子力学は現代技術の基盤理論であり、その予測が高精度に正しいことは多くに 実験で立証されたきた。ところが、測定結果にとどまらず、量子系で何が起こっ ているかといった、量子力学の解釈に関してはいまだに統一的な見解があるとは 言い難い。量子力学の予測が確率論的であること、シュレディンガーの猫として 知られている逆説的な現象などが、多くの物理学者をも惑わし続けている。今回 のセミナーでは、光と違って、貯めたり止めたりすることが可能で、粒子として イメージしやすい中性子を使った最近の光学実験を紹介する。中性子の干渉とス ピンを用いた実験を通して、我々の慣れ親しんでいる世界から直感的には理解し がたい、波動と量子の二重性、不確定性原理、あるいは実在性、局所性や因果律 などといった量子力学独特のミスティーに挑戦する。特に、マッハ・ツェンダー 干渉計内で中性子とそのスピンがそれぞれのパスに分離する実験を紹介する。こ の現象は、不思議の国のアリスに出てくる猫にちなんで「量子チェシャ猫」と名 付けられている。
  
  “Observation of a quantum Cheshire Cat in a matter wave interferometer experiment” T. Denkmayr, H. Geppert, S. Sponar, H. Lemmel, A. Matzkin, J. Tollaksen, and Y. Hasegawa, quant-ph/1312.3775, Nature Comm. 5:4492 doi: 10.1038 / ncomms5492 (2014).
  
  世話人　丹田 聡 (tanda@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第224回エンレイソウの会
  講演題目：　Subgap states in disordered superconductors with strong magnetic impurities
  講師：　Yakov V. Fominov 氏　(L. D. Landau Institute for Theoretical Physics)
  日時：　平成28年1月18日 (月) 16:30-18:00
  場所：　北海道大学 工学部 物理工学系大会議室 (A1-17室)
  
  要旨：
  We study the density of states (DOS) in diffusive superconductors with point-like magnetic impurities of arbitrary strength described by the Poissonian statistics. The mean-field theory predicts a nontrivial structure of the DOS with the continuum of quasiparticle states and (possibly) the impurity band. In this approximation, all the spectral edges are hard, marking distinct boundaries between spectral regions of finite and zero DOS. Considering instantons in the replica sigma-model technique, we calculate the average DOS beyond the mean-field level and determine the smearing of the spectral edges due interplay of fluctuations of potential and non-potential disorder. The latter, represented by inhomogeneity in the concentration of magnetic impurities, affects the subgap DOS in two ways: via fluctuations of the pair-breaking strength and via induced fluctuations of the order parameter. In limiting cases, we reproduce previously reported results for the subgap DOS in disordered superconductors with strong magnetic impurities.
  
  世話人　浅野 泰寛 (asano@eng.hokudai.ac.jp)
  北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第223回エンレイソウの会
  島田 尚 氏 （東京大学大学院工学系研究科・物理工学専攻 助教）
  日時：平成27年12月14日（月） 16:30～18:00
  北海道大学工学部物理工学系会議室１ （A3-62）
  開放進化系における複雑性－頑健性関係
  
  講演の要旨 現実の大規模で複雑な系の安定性、素朴にはそもそもそれらがなぜ存在 できているのか、という問題は分野をまたいで大きな関心を集めて来た 問題である。線型安定性に基づいた伝統的な複雑性-安定性関係の議論 （M. R. Gardner & W. R. Ashby (1970)）、自己組織的臨界性を示す生 態系モデル（P. Bak & K. Sneppen (1993)）、複雑ネットワーク研究に おける構造と脆弱性の関係の発見等が特に重要かつ有名であろう。しか しながら、生体内反応系／遺伝子ネットワーク、脳神経回路、生態系、 経済系や社会のコミュニティ、…等々の現実の多くの複雑な系に共通し て見出されるある特徴は見過ごされがちであった。それは系が本質的に "開放進化系"であることである。これらの系では多様な要素が相互作用 しあい、新規要素の包摂と要素の消滅を繰り返すことによって複雑な構 造を持つに至っているのである。 本発表では、このような"開放進化系"の非常に簡単なグラフ模型とそ の解析から最近見出された、新しい系の複雑性－頑健性関係について紹 介する[1,2]。特に、この模型の平均場的解析により、系の頑健性が平均 リンク数によって決定される基本的な機構を明らかにする。この解析で ネットワークの構造を無視したことの是非についてもシミュレーション 結果と合わせて確認する。時間が許せば、自己組織臨界モデルとの関連 に注目した最新の結果についても報告したい。
  
  [1] T. Shimada, Scientific Reports Vol. 4, 4082 (2014)
  (http://www.nature.com/srep/2014/140213/srep04082/full/srep04082.html) [2] T. Shimada, in Mathematical Approaches to Biological Systems (Springer, 2015) Chapter 5 (p. 95-117). ===========================================================
  
  世話人： 矢久保 考介　(yakubo@eng.hokudai.ac.jp)　北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第222回エンレイソウの会
  佐藤　琢哉 氏 （九州大学 大学院理学研究院 物理学部門 准教授）
  日時：平成27年12月16日（水） 16:30～17:30
  北海道大学工学部　物理工学系大会議室（A1-17室）
  六方晶反強磁性体を用いた偏光-磁化振動の3次元転写
  
  講演の要旨 3回対称性を持つ六方晶YMnO3は、3つの直交する独立な磁化振動モード(X, Y, Z モード) を持つ。ここに偏光ストークスパラメータS1, S2, S3 のフェムト秒光 パルスを照射すると、逆コットン・ムートン効果、逆ファラデー効果の作用によ り、それぞれX, Y, Zモードの磁化振動モードが誘起された。これは光の3つの偏 光自由度すべてを独立に磁化振動モードという形で転写できたことを意味してい る。時間遅延を与えたプローブ光を用いて、コットン・ムートン効果とファラ デー効果によって、この3つの磁化振動モードを独立に読み出した。また、偏光 がねじれたダブル光パルスを用いて、約1 THz で回転運動する磁化振動モードを 単結晶系で初めて引き起こした。この結果は、振動モードのそれぞれに重ね合わ せの原理が成り立ち、ポアンカレ球上の任意の点で示される偏光を持つ光パルス の偏光情報を、磁性体に書き込み、またそれを別の光パルスで読み出せることを 意味している[1]。
  
  【参考文献】
  [1] T. Satoh, R. Iida, T. Higuchi, M. Fiebig, and T. Shimura, Nature Photon. 9, 25 (2015).
  
  世話人： 森田　隆二　(morita@eng.hokudai.ac.jp)　北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 主催　北海道大学電子科学研究所学術交流委員会
  共催　応用物理学会北海道支部、第221回エンレイソウの会
  神原 陽一 氏　(慶應義塾大学理工学部 准教授)
  2015年12月3日（木）14:00-15:00
  北海道大学電子科学研究所（北キャンパス総合研究棟5号館）１階会議室
  鉄系混合アニオン化合物超伝導体の電子磁気状態相図と応用
  
  　我々が2006年に鉄の正方格子が電気伝導を担う超伝導体[1]を報告して以来、 同じく金属的な鉄の正方格子を単位格子中に有する層状化合物において様々な鉄 系高温超伝導体[2]が、世界中で報告され続けている。鉄系高温超伝導体の転移 温度(Tc)は、混合アニオン化合物におけるオンセット温度58 Kを記録するに至っ た。[3] 最近は最も単純な鉄系高温超伝導体であるFeSeを一分子層としたナノ構 造体において異常に高いTcが報告され着目されている。[4] 　鉄系高温超伝導体を主題とする原著論文数は、これまでに4500編以上存在する ため、個人での現状把握はいささか骨の折れる状況に陥ってしまった。現状は初 学者にとっては参入しづらい分野であろうと心配している。しかしながら、10年 近くの研究により鉄系高温超伝導体の電子磁気状態相図は銅酸化物超伝導体と非 常に良く似た特徴を示すことが明らかになった。普遍的な電子状態相図は複数報 告されており、これらの相図の理解を化学的に深めれば、材料科学の立場からの 鉄系高温超伝導体の研究準備は完了である。 　鉄系高温超伝導体の発見を社会に還元する観点に立った場合、現実的な鉄系高 温超伝導体の応用研究は、使用温度領域と使用磁場領域、及び競合する従来の超 伝導材料(金属系超伝導体、銅酸化物高温超伝導体)の機能性を勘案すると、限ら れた温度圧力条件で、微結晶の粒界形状を制御し、バルクの超伝導電流をデバイ スにおいても保つためのブレイクスルーを必要としている。 　当日は国内外の先端研究事例、自ら求めた電子磁気状態相図、及び今後のブレ イクスルーを必要とする鉄系超伝導体の線材応用研究の現状について概説する.
  
  [1] Y. Kamihara, et al, J. Am. Chem. Soc. 128, 10012 (2006).
  [2] G. R. Stewart, Rev. Mod. Phys. 83, 1589 (2012).
  [3] M. Fujioka, et al, Supercond. Sci. Technol. 26, 085023 (2013).
  [4] J. F. Ge, et al, Nature Mater. 14, 285 (2014).
  
  世話人：海住 英生(北大電子研 011-706-9349、kaiju@es.hokudai.ac.jp)、藤岡 正弥、西井 準治
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第220回エンレイソウの会
  福田 順一 氏　( 産業技術総合研究所 主任研究員)
  2015年11月26日（木）16:30-17:30
  北海道大学 工学部 物理工学系大会議室 (A1-17室)
  薄いキラル液晶セルが発現する特異な秩序構造
  
  鏡映対称性を持たないキラルな液晶は，自発的な配向ねじれ変形などの様々な 自己組織的な秩序構造を形成する．その例の1つに，液晶配向の線欠陥が3次元的 に配置して数百ナノメートル程度の周期的構造を示す，コレステリックブルー相 と呼ばれる秩序相が存在する．本研究では，連続体理論に基づいた数値計算によっ て，そのようなコレステリックブルー相を示すキラル液晶を，2枚の平行平板か らなる薄いセル（ここで言う「薄い」とは，構造の周期程度以下のことである） 内での挙動を調べた．その結果，セル表面と液晶配向の相互作用（アンカリング） によって生じるフラストレーションにより，セル内の液晶はバルクのコレステリッ クブルー相とは全く異なる様々な秩序構造を示すことが明らかとなった．その中 には，様々な凝縮系において発現することが明らかとなっているスカーミオン （中心に特異点を有しない渦状の構造）からなる6回対称格子も含まれる．また 時間があれば，それらの秩序構造が示す光学的性質（特にどのように光を反射す るか）について行なった数値計算についても紹介する
  (参考論文)
  J. Fukuda and S. Zumer, Phys. Rev. Lett. 104, 017801 (2010); Phys. Rev.
  Lett. 106, 097801 (2011); Nature Commun. 2, 246 (2011); Mol. Cryst. Liq. Cryst. 594, 70 (2014).
  
  世話人：折原 宏　(orihara@eng.hokudai.ac.jp)　北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門
  
  

• 物理学会北海道支部講演会・第219回エンレイソウの会
  Prof. Dr. Helmut R. Brand (Department of Physics, University of Bayreuth, Germany)
  2015年9月8日 (火) 13:00-14:00
  北海道大学理学部 2号館 404室
  Influence of noise on dissipative solitons and their interaction
  
  We give an overview on the influence of noise on spatially localized patterns and their interaction. Localized patterns include stationary dissipative solitons, oscillatory dissipative solitons with one and two frequencies as well as exploding dissipative solitons.
  The influence of noise on spatially localized structures of arbitrary length, which are localized due to the trapping mechanism [1], has been investigated and it was shown that the logarithm of the lifetime scales inversely with the noise intensity. Thus the picture of a noise activated barrier crossing has been demonstrated [1].
  A long standing puzzle in the field of pattern formation has been the observation of the partial annihilation of pulses in binary fluid convection [2] and during CO oxidation in surface reactions [3,4]. In [5] it has been shown that already a small amount of additive noise can account for the observations. The mechanism will be elucidated in the presentation.
  Recently it has been shown that a small amount of noise can induce explosions for dissipative solitons in the vicinity of the transition sequence from stationary dissipative solitons to exploding dissipative solitons via three different routes [6].
  Finally we will also comment on the effect of large noise in connection with dissipative solitons [7].
  [1] H. Sakaguchi, H.R. Brand, Physica D - Nonlinear Phenomena 97, 274 (1996).
  [2] P. Kolodner, Phys. Rev. A44, 6466 (1991).
  [3] H.H. Rotermund, S. Jakubith, A. von Oertzen, G. Ertl, Phys. Rev. Lett.66, 3083 (1991).
  [4] A. von Oertzen, A.S. Mikhailov, H.H. Rotermund, G. Ertl, J. Phys.Chem. B102, 4966 (1998).
  [5] O. Descalzi, J. Cisternas, D. Escaff, H.R. Brand, Phys. Rev. Lett.102, 188302 (2009).
  [6] C. Cartes, O. Descalzi, H.R. Brand, Phys. Rev. E 85, 015205 (2012).
  [7] O. Descalzi, C. Cartes, H.R. Brand, Phys. Rev. E 91, 020901 (2015).
  
  世話人：北　孝文(北大理　011-706-2687)
  

• 物理学会北海道支部講演会・第218回エンレイソウの会
  溝川 貴司 氏　(早稲田大学 先進理工学系研究科 凝縮系物理学部門 教授)
  2015年9月2日 (水) 16:00-17:30
  北海道大学理学部3号館202室
  フラストレートした格子を持つIrカルコゲナイドの電子構造
  
  　Irパイロクロア格子を持つCuIr₂S₄ が230K付近という比較的高温で金属絶縁体 転移を示すことが発見され [1]、フラストレートしたパイロクロア格子上での Ir³⁺/Ir⁴⁺の電荷秩序の安定性の問題が提起された。Ir⁴⁺の電子配置はIr 5d t2g 軌道に1個のホールを持つことから、このIr 5d t2gホールの軌道秩序化に伴い Ir⁴⁺-Ir⁴⁺の２量体が形成されるモデルによって、フラストレーションの効果を 除きながらIr³⁺/Ir⁴⁺の電荷秩序を伴う絶縁相を安定化することが可能である[2]。 一方、 Irの三角格子を持つIrTe₂も270K付近に電気抵抗の異常を伴う構造相転移 を示し、CuIr₂S₄ と同様な軌道秩序とIr-Irの２量体を持つ可能性が指摘された [3,4]。さらに、IrTe₂はPtドープによって超伝導を示すことが発見されて[4]、 フラストレートした格子上でのIr 5d 電子の振る舞いが活発に研究されている。 また、Ir 5d 電子はt2g縮退縮退を持つと同時に大きなスピン軌道相互作用を持 つことから、新しいタイプのトポロジカルな量子状態が発現することが期待され て注目を集めている。
  　本セミナーでは、三角格子を持つIr_1-xPt_xTe₂にフォーカスし、（１）IrTe₂の 構造相転移に伴う劇的なバンド構造・フェルミ面の変化とドメイン構造の形成 [5]、（２）超伝導相での複雑な多バンド構造とスピン軌道相互作用の効果[6,7]、 （３）IrTe2の絶縁体相における特異な表面状態[8]、の３点について角度分解光 電子分光の結果を中心に議論する。また、電子状態に関する実験結果に基づいて、 バンド・ヤンテラー効果やスピン軌道相互作用とIr_1-xPt_xTe₂の興味深い物性と の関係を議論する。
  　本研究は、永田研究室（室蘭工大）、野原研究室（岡山大）、藤森研究室（東 大理）、谷口研究室（広大放射光）、辛研究室（東大物性研）、組頭研究室 （KEK-PF）、Saini研究室（ローマ大）の方々との共同研究であり、HiSOR、PF、 Elettraの各放射光施設およびLASORの支援を受けております。
  [1] S. Nagata et al, Physica B 194-196, 1077 (1994).
  [2] D. I. Khomskii and T. Mizokawa, Phys. Rev. Lett. 94, 156402 (2005).
  [3] N. Matsumoto et al, J. Low Temp. Phys. 117, 1129 (1999).
  [4] S. Pyon, K. Kudo, and M. Nohara, J. Phys. Soc. Jpn. 81, 053701 (2012).
  [5] D. Ootsuki et al., Phys. Rev. B 86, 014519 (2012).
  [6] D. Ootsuki et al., Phys. Rev. B 89, 104506 (2014).
  [7] D. Ootsuki et al., J. Phys. Soc. Jpn. 83, 033704 (2014).
  [8] D. Ootsuki et al., J. Phys. Soc. Jpn., 82, 093704 (2013).
  
  世話人：小田 研(北大理)
  

• 物理学会北海道支部講演会・第217回エンレイソウの会
  Prof. Carlos J. Gomez Garcia (Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Univ. de Valencia)
  2015年8月5日 (水) 16:30-17:30
  北海道大学理学部2号館211室
  Anilate-based multifunctional molecular materials
  
  Anilate-type ligands ([C6O4X2]2- = dianion of the 3,6-disubstituted derivatives of 2,5 dihydroxy-1,4-benzoquinone, H4C6O4) are quite old ligands that have been used for many years to prepare many 0D, 1D, 2D and 3D homo-metallic compounds with different metal ions.[1] Very recently we started to use them to prepare hetero-metallic extended structures (1D, 2D and 3D)[2] showing ferrimagnetic long range ordering whose ordering temperatures could be tuned by simply changing the X group.
  Given the similarity of the anilato and oxalato ligands, we can anticipate that a vast field in now open with some advantages for the anilato ligand when compared with oxalato: (i) Anilato-type ligands can be modified by changing X, (ii) the hexagonal cavities are twice larger for anilato that for oxalato and (iii) the electronic features of these cavities can be tuned by changing X.
  Here we will show our recent results obtained using anilato-type ligands to prepare a plethora of molecular materials with different dimensionalities and properties.[3,4] [1] S. Kitagawa, S. Kawata, Coord. Chem. Rev. 2002, 224, 11-34.
  [2] M. Atzori, S. Benmansour, G. Minguez Espallargas, M. Clemente-Leon, A. Abherve, P. Gomez-Claramunt, E. Coronado, F. Artizzu, E. Sessini, P. Deplano, A. Serpe, M. L. Mercuri, C. J. Gomez Garcia, Inorg. Chem. 2013, 52, 10031-10040.
  [3] S. Benmansour, E. Coronado, C. Gimenez-Saiz, C. J. Gomez-Garcia, C. Ro?er, Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 3949-3959.
  [4] S. Benmansour, C. Valles-Garcia, P. Gomez-Claramunt, G. Minguez Espallargas, C. J. Gomez-Garcia, Inorg. Chem. 2015, 54, 5410-5418.
  
  世話人：井原 慶彦(北大理　011-706-4424)
  

• 物理学会北海道支部講演会・第216回エンレイソウの会
  加藤 雄介 氏　（東京大学大学院総合文化研究科）
  2015年7月3日(金) 15:00-16:00
  北海道大学理学部2号館211室(2-2-11)
  超伝導量子渦にかかる力
  
  渦のダイナミクスはさまざまな場面で特徴的な自然現象を引き起こす。 春に日本に到来する爆弾低気圧、夏から秋にかけて襲来する台風や近年関東地方 で多く出現するようになった竜巻など、気象学レベルの渦は地域に甚大な被害を もたらす。より小さなスケールでも、飛行物体の抗力、野球の投手が投げるカー ブが曲がる理由、昆虫が羽ばたく際の揚力の獲得機構においても渦の生成が鍵と なる。古典流体における難問として長年研究されている乱流の生成・発達にも渦 の生成が関わっている。渦がどんな動きをするのかは、気象予報士やバッターだ けでなく、超伝導の研究者や技術者にとっても重要な情報である。たとえば、超 伝導にどれだけ大量の電流を流すことができるか、どれだけ強力な磁石となる か、量子計算機としてどれだけの性能が出るかは、すべて超伝導の量子渦の運動 の様子によって決まっている。一方で超伝導の量子渦に働く力は未解決の問題が 多い。その一つが「渦を駆動する力はローレンツ力かマグナス力か」という問題 である。本コロキウムでは、時間に依存するギンツブルグランダウ理論に基づ く、超伝導単一量子渦のフロー理論（Gor'krov-Kopnin 1973, Dorsey 1992）の 計算を再検討し、ローレンツ力の寄与は無視できるほど小さく、駆動力は物質場 の運動量テンソルに由来することを示す。マグナス力との関係や、渦糸格子状態 にかかる力についても議論したい。本講演の内容はChung Chun-kit（東大理）と の共同研究に基づくものである。
  
  世話人：北　孝文(北大理　011-706-2687)
  

• 物理学会北海道支部講演会・第213回エンレイソウの会
  Dr. Sergei Zherlitsyn　（Dresden High Magnetic Field Laboratory (HLD-EMFL)）
  2015年4月1日(水)　17:00-18:00
  北海道大学理学部 2号館 2-211室
  Spin-lattice effects in high magnetic fields
  
  The Dresden High Magnetic Field Laboratory (HLD) is a pulsed-field user facility which currently operates ten experimental chambers equipped with a variety of pulsed magnets energized by two capacitor banks with maximum stored energies of 50 and 14 MJ at 24 kV maximum operational voltage. The magnets support a broad range of experiments in pulsed magnetic fields for user and in-house research. In the first part of my talk I will present some recent developments at the HLD. Spin-lattice effects play an important role in many magnetic materials, frequently leading to novel phases and phase transformations. In this presentation, I give some examples of such effects studied in frustrated magnets characterized by competing interactions. The delicate balance between these interactions can be easily disturbed by the application of strong magnetic fields leading to field-induced phase transitions. The phase transformations and the related critical phenomena in magnetic systems are fruitful grounds for ultrasound experiments which provide valuable information on the spin-strain coupling. I discuss the sound-velocity and sound-attenuation results obtained in magnetic fields up to 87 T for some selected materials with a magnetic pyrochlore lattice, such as CdCr2O4 and CoCr2O4 which exhibit unusual phase transitions and extended metastable magnetostructural states. I will show that the spin-strain coupling is crucial and determines the underlying physics of the frustrated magnetic materials.
  世話人：柳澤達也（北大理 011-706-4422）
  

• 第212回エンレイソウの会
  Prof. Y. M. Jo　（Dept. of Env. Eng. Kyung Hee University, Korea）
  2015年3月6日(金）　16:30～18:00　北海道大学工学部物理工学系大会議室 （A1-17）
  Surface amination of AC pellets for selective CO₂ adsorption
  
  In an effort to enhance the selective capture of CO₂, activated carbon(AC) adsorbents were aminated in surface through a few types of pretreatment using H₂O₂, UV, O₃ and KOH. This research focuses on dry adsorption of low level CO₂ (3,000 ppm) present in indoor environment including metro-subway trains. Oxidation of AC surface leads to better amination by NH₃ at high temperature. Selective capture of CO₂ molecules from the ventilation air flow was achieved by basic sites on the AC surface, and regeneration of the used adsorbent could be carried out at relatively low temperature approximately at 400 ^oC. The incorporation of surface oxygen functionalities (SOFs) on activated carbon (AC) was observed by XPS analysis. Textural analysis was fulfilled with BET method. Various tests for CO₂ concentrations: 3000 ppm, 10% and 100% at different temperatures. In consequence, the modified AC adsorbents could capture CO₂ in 2.5 mmol/g with high selectivity.
  [1] A. H. Houshamnd, W.A. Wan Daud, Journal of Natural Gas Chemistry 19 (2010) 267.
  [2] H. H. Tseng, M.Y Wey, Chemosphere 62 (2006) 756.
  [3] A.E Akosoylu A. E., M. Madalena, A. Freitas, M.F.R. Pereira, J.L. Figueiredo, Carbon 39 (2001) 175.
  [4] M. Polovina, B. Babic, B. Kaluderovic, A. Dekanski, Carbons 35 (1997) 1047.
  [5] D. Lozano-Castello, J. Alcaniz-Monge, M.A. de la Casa-Lillo, D. Cazorla-Amoros, A. Linares-Solano, Fuel 81 (2002) 1777.
  [6] A. Silvestre-Albero, J. Silvester-Albero, A. Sepulveda- Escribano, F. Rodriquez- Reinoso, Microporous and Mesoporous Material 120 (2009) 62.
  [7] K.M. Lee, Y.M. Lim, C.J. Park, Y.M. Jo, Adsorption of low-level CO₂ using modified zeolites and activated carbon, Industrial and Engineering Chemistry Research 51 (2012) 1355-1363.
  [8] A.A. Adelodun, Y.M. Jo, Integrated basic treatment of activated carbon for enhanced CO2 selectivity, Applied Surface Science 286 (2013) 306-313.
  [9] A.A. Adelodun, Y.H. Lim, Y.M. Jo, Effect of UV-C on pre-oxidation prior amination for preparation of a selective CO₂ adsorbent, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 105 (2014) 191-198.
  世話人：松浦　徹（北大工 011-706-7818）
  

• 日本物理学会北海道支部会講演会・第211回エンレイソウの会共催
  井澤公一 氏　（東工大理）
  2015年2月20日(金）　16:30～18:00　北海道大学理学部 5号館 5-205室
  Pr1-2-20系における特異な輸送現象と相図
  
  希土類化合物やアクチナイド化合物では，重い電子状態，メタ磁性， 量子臨界点近傍における非フェルミ液体的挙動，非従来型超伝導などの 興味深い現象が発見され，これまで精力的に研究されてきた．これらの 現象の多くは，スピン自由度が重要な役割を果たし，いわゆるドニアック 描像に基づく議論により理解が進んできた．一方，スピンではなく， 四極子など高次の多極子が重要な役割を担っていると考えられる物質が 近年発見され，そのような自由度によりもたらされる特異な多体状態に 興味が持たれている．本講演では，電気四極子が活性であるPrT2X20 (T=Ir,Rh,Ti,V,Ta, X=Zn,Al)の輸送係数の結果を中心に紹介し，熱電係数 から見たこの系の電子状態を多極子と伝導電子の混成効果の観点から議論する．
  世話人：網塚　浩（北大理 011-706-3484）
  

• 応用物理学会北海道支部会講演会・第210回エンレイソウの会共催
  金民祐/Minu Kim 氏（ソウル大学）
  2015年2月20日(金）　16:00～18:00　北海道大学工学部物理工学系大会議室 （A1-17）
  High-Mobility Electrons, Superconductivity, and Spin-Orbit Coupling in Delta-Doped SrTiO₃
  
  d-electron systems exhibit versatile and exciting physical phenomena, which can be employed to study novel electronic properties in low dimensions. Perhaps the most well known material is SrTiO3 (STO), not only as a building block of complex oxide heterostructures [1], but also as a high-mobility d0-electron semiconductor, and a superconductor with the lowest known carrier density. Using thin-film growth techniques, we have fabricated “delta-doped” STO structures that confine the superconducting Cooper pairs in 2D without surface or interface scattering. Crucially these samples simultaneously show quantum oscillations that demonstrate the presence of 2D electron states [2]. More recently, we have found unconventional spin properties in these samples, revealed by the robustness of the superconductivity to parallel magnetic fields [3]. Furthermore, by increasing the mobility, we have investigated in detail the crossover of the electronic structure from 3D to 2D [4] . These results can provide an ideal system to investigate quantum phase transitions into a variety of ground states, and novel superconductivity in the 2D clean limit.
  [1] A. Ohtomo & H. Y. Hwang, Nature 427, 423 (2006).
  [2] Y. Kozuka et al., Nature 462, 487 (2009).
  [3] M. Kim et al., Phys. Rev. B 86, 085121 (2012).
  [4] M. Kim et al., Phys. Rev. Lett. 107, 106801 (2011).
  
  なお、講演は日本語で行います。
  世話人：古賀貴亮（北大情報 011-706-6538）
  

• 第209回エンレイソウの会
  竹内　宏光 氏（大阪市立大学）
  2015年2月18日(水）　16:00～17:30　北海道大学工学部物理工学系会議室 （A1-70）
  超流体における界面対消滅と射影された自発的対称性の破れ
  
  最近我々は，相分離した二つの超流体から構成される２成分ボース・アイ ンシュタイン凝縮体中のドメイン壁の対消滅過程において，量子渦生成に よる特徴的な構造形成が起こることを示した[1]．また，この量子渦に よる構造を２次元に射影すると，急冷による磁気相転移で起こるような自発的対 称性の破れを伴う秩序化過程が発現することを明らかにした[2]．一連の 研究は元々，超弦理論またはブレーン宇宙論におけるブレーン（高 次元に埋め込まれた膜状物体）の対消滅現象から一部着想を得て提案されたも のであったが，我々の現象は連続的な対称性を自発的に破った凝縮相に広く 一般化できることが更なる研究で明らかになってきた． 　本セミナーでは，先ず研究[1]および[2]を簡単に紹介した後，この現象を 一般化した考え「射影された自発的対称性の破れ」を導入する．また，その 教訓的な適用例として，超流動3He-Bにおける界面の対消滅を取り扱う． この系では界面の対消滅によって生成される量子渦（ヘッジホッグ）が， 射影低次元空間でキンク（点渦）として振舞い，その緩和ダイナミクスが秩序 化動力学で知られる特徴的な減衰則として実験的に観測されることを予言する．
  世話人：浅野泰寛（北大工応物 011-706-6792）
  

• エネルギーメディア変換材料フォーラム2015
  
  主催：北海道大学大学院工学研究院附属エネルギー・マテリアル融合領域研究センター
  （第208回エンレイソウの会共催）
  2015年1月22日(木）　10:00～15:35 北海道大学工学部B3棟2F 　　　 アカデミックラウンジ３
  ～電気自動車用電池の熱管理および燃料電池の 熱物質伝達制御による高性能化に関する講演会～
  世話人：秋山友宏（北海道大学）
  
  詳細はこちらをご欄下さい

• 物理学会北海道支部会講演会・第207回エンレイソウの会共催
  高島 浩 氏（産業技術総合研究所）
  2014年11月13日(木）　17:00～18:00　北海道大学理学部2号館2階 (2-2-11)
  ペロブスカイト型酸化物薄膜の電気・光学的発光の創出と原理の探究
  
  電気的・光学的発光現象に着目し、ペロブスカイト型酸化物薄膜を作製し 発光現象の創出とその物理的機構の解明を行っている。本研究では、紫外 線励起のフォトルミネセンス（PL）、電子線励起のカソードルミネセンス （CL）、交流電界発光のエレクトロルミネセンス（EL）で、顕著な発光を 得ることに成功した。ELについては交流10Ｖで発光を開始し、電界に換算 すると10000V/cmで発光が開始する。この結果は、従来の報告と比較すると 1/100以下の電界で発光が開始することを示している。印加電圧に対する 電流と発光の特性を評価し、発光現象の素過程を調べてみると従来の 無機ELでは、発光体をコンデンサとした等価回路を用いてホットエレクト ロンによる励起・発光過程で、その原理が説明できる。一方、本研究の ペロブスカイト型酸化物薄膜では、印加電圧と電流が同相であることが 実験的に示され、発光機構の素過程が抵抗成分に支配された発光現象で あることが明らかとなった。講演では、発光の原理がホットエレクトロン ではなくLEDである可能性について議論する。
  世話人：武貞正樹（北大理 011-706-4418）
  

• 物理学会北海道支部会講演会・第206回エンレイソウの会共催
  吉野 元 氏（大阪大学サイバーメディアセンター ）
  2014年11月7日(金）　16:30～18:00　北海道大学理学部2号館2階 (2-2-11)
  ガラス転移、ジャミング転移における剛性と降伏応力の発生
  
  「水は方円の器にしたがう」が、固体はそうはいかない。容器の中身が「固体」であるか そうでないかを判別するには、容器の体積を変えずに「形」だけ変える操作、すなわち 剪断（シア）を掛れば良い。理想気体ですら、体積変化に対する弾性(体積弾性率)を有限に持つ。 しかしシアモジュラス（剛性率）を有限に持つのは固体だけである。 ガラスに対する第一原理的なアプローチとして、クローン液体論と呼ばれる方法が 最近急速に発展している。これは、ランダム系の統計力学で発展したレプリカ法と、 伝統的な液体の密度汎関数理論を融合させた理論である。特に最近、無限大次元で 厳密な平均場理論が定式化され、通常のガラス転移に伴う1段階のレプリカ対称性の 破れに留まらず、ジャミング転移点近傍においては連続的なレプリカ対称性の破れが 上乗せされて起こることが明らかになった。[1]
  我々は、このクローン液体論を用いて、ガラス転移、ジャミング転移で系が獲得する剛性率、 また降伏応力を、第一原理的に解析する手法を開発してきた。 [2,3,4,5]　レプリカ法を用いると、液体をひねってガラスの硬さを求めるという一見非常に 奇妙な事が出来る。[6] 興味深いことに、レプリカ対称性の破れ[1]を反映して、剛性率にも 時間スケールに応じたある種の階層構造が予想される。 セミナーでは、この結果に基づき、高濃度エマルジョン系でのレオロジー測定[7]、 数値シミュレーションによる応力緩和の測定[8]の結果との比較についても議論する。
  [1] P. Charbonneau, J. Kurchan, G. Parisi, P. Urbani, F. Zamponi, Nature Communications 5, 3725 (2014).
  [2] H. Yoshino and M. Mezard, Phys. Rev. Lett. 105, 015504 (2010).
  [3] Y. Yoshino, J. Chem. Phys. 136, 214108 (2012) .
  [4] H. Yoshino and F. Zamponi, Phys. Rev. E 90, 022302 (2014).
  [5] C. Rainone, P. Urbani, H. Yoshino and F. Zamponi, submitted.
  [6] 日本物理学会誌67号10巻p699(2012) 最近の研究から「ガラスの硬さを計るレプリカ理論」
  [7] G. Mason, Martin-D Lacasse, Gary Grest, Dov Levine, J Bibette, D Weitz, Phys. Rev. E 56, 3150 (1997).
  [8] T. Nakayama, S. Okamura and H. Yoshino, in progress.
  

• 物理学会支部会講演会・第205回エンレイソウの会共催
  速水　賢 氏　（東京大学大学院工学系物理工学専攻）
  2014年10月28日(火）　17:00～18:00　北海道大学理学部5号館205室
  遍歴電子系における特異な磁性と電子状態
  - 多重Q秩序、ディラック電子、磁気的なトポロジカル絶縁体 -
  
  　スピンが互いに平行でない非共線や非共面的な磁気構造は、遍歴電子との結合を 通じて、異常ホール効果やスピンホール効果といった非従来型の輸送現象をもた らすことから注目を集めている。
  本講演では、こうした遍歴磁性体における特異な磁性の新しい安定化機構、 およびそのもとで生じる新しい電子状態に関する我々の研究成果を紹介する。 我々が今回提案する多重Q磁気構造の新しい安定化機構は、フェルミ面の形状に 起因したもので、格子の空間次元や構造によらない普遍的なものである。 さらに、こうして現れる多重Q磁気秩序が、ディラック半金属やトポロジカル絶 縁体といった、トポロジカルに非自明な電子状態をもたらすことも議論する。
  

• 第204回エンレイソウの会
  Prof. Sergei P. Kruchinin （ Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, Ukraine）
  2014年10月16日(木）　16:30～18:00　北海道大学工学部A1-17
  Hybrid ferromagnetic -superconductor nanosystems
  
  Recent advances in nanoscience have demonstrated that fundamentally new physical phenomena are found, when systems are reduced in size to dimensions that become comparable to the fundamental microscopic length scales of a material under study. Superconductivity is a macroscopic quantum phenomenon, and therefore it is of particular interest to see how this quantum state is influenced when the samples are reduced to nanometer sizes. Nowadays, developments in nanotechnologies and measurement techniques allow the experimental investigation of the magnetic and thermodynamic superconducting properties of mesoscopic samples in this regime. In this lecture, we will present theoretical models to describe such nanoscale superconducting systems and discuss possible new experimental phenomena we can predict within these theoretical models. We will consider the theory of interactions between two nanoscale ferromagnetic particles embedded in a superconductor. In the London limit approximation, we show that the interactions between ferromagnetic particles can lead to either parallel or antiparallel spin alignment. The crossover between those is dependent on the ratio of the interparticle spacing and the London penetration depth. We will show that a phase transition between spin orientations can occur as the temperature is varied. Finally, we comment on the extension of these results to arrays of nanoparticles in different geometries. In view of modern experimental data, we consider also composite nanowires made from both superconducting and ferromagnetic metals in the case of cylindrical geometry, where one metal forms the core of a nanowire, and the second forms an outer cylindrical sheath. Moreover, we analyze also the inverse situation, in which a normal or ferromagnetic core is surrounded by a superconducting sheath. In this case, it is interesting to examine the spectrum of Andreev bound states in the normal or ferromagnetic core.
  第204回エンレイソウの会　ポスター

• 物理学会北海道支部講演会・第203回エンレイソウの会・物理コロキウム共催
  Prof. Dr. Helmut R. Brand (Theoretical Physics III, Bayreuth University, Germany)
  2014年9月16日(月）　13:00～14:00　北海道大学理学部2号館211室
  Dynamic Effects of Broken Parity in Chiral and Octupolar Phases
  
  　We analyze dynamic effects of broken parity in various liquid crystalline phases. Topics covered include Lehmann-type effects as well as inverse Lehmann-type effects, which can be used as a microscopic pump [1]. Recently we have demonstrated that such effects can also arise in liquid crystalline systems made of achiral molecules provided the overall structure has macroscopic chirality [2]. In such a situation we predict that Lehmann-type effects as well as rotatoelectricity are possible [2].
  Over the last few years it has become clear that octupolar (tetrahedral) order could come into play for various types of nematic liquid crystal phases. We investigate the resulting macroscopic behavior of non-polar tetrahedral nematic liquid crystals [3,4] and discuss ambidextrous chirality versus ambidextrous helicity for nonpolar nematic phases of sufficiently low symmetry [5].
  Using these results we make contact with selected recent experimental results. For Lehmann-type effects we analyze experimental results on free-standing chiral smectic films [6]. We also critically compare our analysis with reports of octupolar nematic order in at least two different systems [7,8]. Quite remarkably previous experiments also indicate the presence of octupolar order [9,10].
  [1] D. Svensek, H. Pleiner, and H.R. Brand, Phys. Rev. E 78, 021703 (2008).
  [2] H.R. Brand, H. Pleiner, and D. Svensek, Phys. Rev. E 88, 024501 (2013).
  [3] H.R. Brand, H. Pleiner and P.E. Cladis, Physica 351, 189 (2005).
  [4] H.R. Brand and H. Pleiner, Eur. Phys. J. E 31, 37 (2010).
  [5] H. Pleiner and H.R. Brand, Eur. Phys. J. E 37, 11 (2014).
  [6] K. Seki, K. Ueda, Y. Okumura, and Y. Tabe, J. Phys. Cond. Matt. 23, 284114 (2011).
  [7] E.H. Kim, O.N. Kadkin, S.Y. Kim, and M.-G. Choi, Eur. J. Inorg. Chem. 2011, 2933 (2011).
  [8] Y. Jang, R. Balachandran, C. Keith, A. Lehmann, C. Tschierske, and J.K. Vij, Soft Matter 8, 10479 (2012).
  [9] W. Weissflog, M.W. Schroeder, S. Diele, and G. Pelzl, Adv. Mater. 2003. 630 (2003).
  [10] G. Pelzl, A. Eremin, S. Diele, H. Kresse, and W. Weissflog, J. Mat. Chem. 12, 2591 (2002).
  

• 第202回エンレイソウの会
  丸山耕司 氏　（大阪市立大学）
  2014年9月1日(月）　16:00～18:00　北海道大学工学部A棟A1-17
  マックスウェルの悪魔と 情報の物理/The physics of information and Maxwell's demon
  
  　Maxwellの悪魔の パラドックスは，物理学 (特に熱力学) と情報の概念が明確に結びついた，おそらくもっとも歴史ある例だろう．問題設定の単純さとは裏腹に，深い考察を要する知恵の輪のようなパズルである．このパズルの難しさは，" 観測による情報取得" を物理の議論の中に定量的に組み入れる必要があったことにある．情報の物理を巡る議論は，"情報処理は物理的過程である" との認識を強め，微細加工・制 御技術の発展と相まって，量子情報科学隆盛の礎のひとつとなった．本セミナーでは，このパラドックスが紆余曲 折を経ながらもいかに解決に至ったかを解 説しつつ，カギとなった Landauerの消去原理，および第2法則の興味深い帰結のいくつかをレビューし，また最近の進展にも触れたい．
  The paradox of Maxwell's demon persisted for more than a century, despite its simplicity and easiness to understand. The tricky part is in the consideration of measurement, which is to acquire 'information', as a physical process. A number of renowned physicists got deluded and misinterpreted the intrinsic effect of measurement in their attempts to resolve the paradox. We shall review the insightful speculations, albeit incorrect, in the past, as well as the modern understanding that is widely accepted as the final resolution today. The history of the paradox has strengthened the notion, 'information is physical', and formed a basis of various fields, such as quantum information processing. The emphasis is on the fundamental and conceptual difference in the origins of the two entropies, i.e., thermodynamic and information theoretic ones. We shall also discuss some recent topics in this line as far as time allows.
  第202回エンレイソウの会　ポスター

• 第201回エンレイソウの会
  Dr. Shraddha Sharma　（Department of Physics, IIT Kanpur, India）
  2014年6月25日(水）　16:30～18:00　北海道大学工学部A棟A1-17
  Quantum Fidelity: scaling and role of marginality
  
  　The order parameter is the fundamental quantity in describing a second-order quantum phase transition. It is zero in the disordered phase and non-zero in the ordered phase and therefore can be used to locate a quantum-critical point where transition from the ordered state to the disordered state takes place. But there exists a measure which do not require the information of the order-parameter to detect a second-order quantum critical point namely, 'Ground-state Quantum Fidelity' which is the overlap between two different ground states. Ground state quantum fidelity shows a sharp drop at the quantum critical point and hence marks the position of the quantum-critical point. I will introduce its scaling and the marginal situation where the behavior of the fidelity is markedly different from that usually seen; this will be illustrated with the example of the two-dimensional (2-D) Dirac Hamiltonian in the presence of a mass term which is tuned to zero at the Dirac point where the sharp dip in fidelity is absent unlike usually observed.
  第201回エンレイソウの会　ポスター

• 第200回エンレイソウの会
  田中 良巳　氏　（横浜国立大学環境情報研究院）
  2014年6月13日(金）　10:30～12:00　北海道大学工学部A棟A1-17
  蠕動型ロコモーションの力学
  
  　明確な脚を持たない生物の移動（ロコモーション）の原理を１次元の力学モデルによって考察する。
  　ミミズやカタツムリなど，細長い体をもつ生物は，体軸に沿って伸縮波を送る事で体を駆動する。ただし，波の位相速度の方向と実際の体の移動方向は，平行である場合と反平行である場合の両方がある。モデルの解析から，(1)伸縮波によって体を駆動するには，地面との接触部における摩擦係数の時空制御が必要不可欠であること，さらに(2) 上述の位相速度と移動速度の関係は，体の伸縮のどの位置において地面を“摑む”か，によって決まることを示す。またモデルの予想と蠕動型ロコモーションを行う実際の生物の運動観察の結果を比較する。
  
  [1] Y. Tanaka et al., J. R. Soc. Interface 9, 222-233 (2012).
  [2] S. Kuroda et al., J. R. Soc. Interface11, no. 20140205 (2014).
  第200回エンレイソウの会　ポスター

• 第199回エンレイソウの会
  Prof. Amit Dutta　（Department of Physics, IIT Kanpur, India）
  2014年6月11日(水）　16:30～18:00　北海道大学工学部A棟A1-17
  Quantum phase transitions and quantum fidelity measures
  
  　Phase transitions are one of the most common features in nature; we know ice melts when temperature increases. But what about zero temperature? Can there be a phase transition then also? The answer is yes. Quantum mechanics can drive a phase transition at zero temperature; these are known as quantum phase transitions. I shall discuss the basics of thermal phase transition, scaling relations and quantum phase transition providing examples using simple spin models. I shall also mention quantum phase transition in topologically ordered systems. Finally, I shall conclude with a discussion on how an information theoretic measure like quantum fidelity can be used to detect a quantum critical point.
  第199回エンレイソウの会　ポスター

• 第198回エンレイソウの会
  渡辺 駿介　氏　（東京工業大学大学院総合理工学研究科・知能システム科学専攻）
  2014年2月21日(金）　16:00～17:30　北海道大学工学部A棟A3-62
  Cavity法による次数-次数相関をもつ相互依存ネットワークの解析
  
  　現実世界におけるネットワークは，単一のネットワークではなく，複数のネットワークが相互に関係を持ちつつ構成されている，という概念が最近流行しています． 今回は，2つの相互にカップリングしたネットワークの，故障（ランダム故障，選択的破壊）に対する耐性（パーコレーション現象）について，統計力学におけるcavity法によって解析します． 耐性の指標としてネットワークのgiant component（互いにつながっている最大部分集合）の大きさを，サイト（ノード）間に流れるメッセージというものを考える事で，導出する事を目的とします． 特に次数相関（ここでは結合する2つのサイト間で定義される次数-次数相関）を取り入れた部分が特色になります． Cavity法では，ネットワークがツリーであるという仮定を導入しており，本質的には従来よく使われる生成関数法という手法と結果は一致します． しかし，サイト間におけるメッセージを考えるため，次数-次数相関を分かりやすく扱える手法であると捉える事が出来ます． モデルとして，2ピークネットワーク（次数の種類が2つ）のみを考えたため，結論は限定的なものですが，それでもなお，次数-次数相関の耐性に与える影響は非常に複雑であるということが判明しました．
  第198回エンレイソウの会　ポスター

• 物理コロキウム (日本物理学会北海道支部講演会・第197回エンレイソウの会　共催)
  楠瀬 博明　氏　（愛媛大学大学院理工学研究科　准教授）
  2014年2月14日(金）　16:30～　理学部５号館　５－２－６室
  パリティの自発的破れがもたらす特異な電子状態
  
  空間・時間反転対称性は固体中の電子状態の性質を強く制限している。 これらの自発的な破れが発生すれば、通常の磁性体のように、新しい物性を生み出すと期待される。 特に、スピン軌道相互作用がある系では、磁気と電気の間の非対角な応答が発生する。 本講演では、蜂の巣格子のような交替的に反転対称性のない系に着目して、反強磁性などの秩序が 空間反転対称性の自発的破れを誘発すること、その結果、生じる反対称スピン軌道相互作用もしくは 反対称スカラー場が電気磁気効果やスピン伝導などの非対角な応答に特異な影響を及ぼすこと、 を紹介する。特に、蜂の巣格子における2軌道ミニマル模型の解析結果を中心に議論したい。
  

• 第196回エンレイソウの会
  長谷川 裕之　氏 （北海道大学大学院理学研究院）
  2014年1月16日（木曜日） 17:00-18:00 北海道大学工学部A棟A1-17
  ナノ電解法による有機導電体ナノ単結晶の位置選択的形成技術とデバイス構造の作製
  
  環境問題が重要なテーマとなった近年，低環境負荷な常温，液中で作製可能な 有機トランジスタをはじめとする有機デバイスが盛んに研究されている。低消費 電力・高性能なデバイスを目指す上では，高い分子配向を持つ材料が必要であ るが，一般に溶液プロセスでは分子配向は無秩序であることが多く，高配向材 料を手軽に得ることが課題となっている。そこで本研究では電気化学的手法を 用い，一般的な有機分子を高配向のナノ単結晶として位置選択的に配置する プロセスを構築した。
  電解結晶成長法を基にしたこの手法，「ナノ電解法」は，原理的には多くの有機 導電体材料に展開可能で，絶縁体・半導体から金属的なバンドを持つ材料まで， 希望の電子特性を有するナノ単結晶を構築することが可能である。 一般の電気分解で用いる直流での電解では，ナノ単結晶は電気化学反応が起き る電極表面全体に成長するが，本手法では交流を用いることで，二つの電極の 間（ギャップ）のみに選択的に結晶成長をさせ，電極間をナノ単結晶で架橋する ことが可能である。実際，種々の原料物質を交流で電解を行ったところ，いずれ もナノ単結晶の架橋構造を作製できた。このナノ単結晶をチャネルとすることで 二端子デバイス構造を作製することができ，更に酸化膜付きシリコン基板を用い ることで，トランジスタ構造を作製することができる。そこで，その基本特性を 評価した。
  さらに低環境負荷なプロセスを目指して，インクジェットパターニング装置による 電極作製を組み合わせ，オール大気中プロセスで同様の構造を作製すること ができた。
  これらの種々のナノ単結晶作製やデバイス構造の作製，その電子特性について 詳細に紹介する。
  第196回エンレイソウの会　ポスター

• 北大理学部物理学部門主催、 トポロジー理工学教育研究センター(第195回エンレイソウの会) ・ 物理学会北海道支部講演共催
  Mr. Tyler Drye
  Visiting scholar by ICMR International Research Fellowship
  (Department of Physics, University of Maryland College Park, MD 20742-4111)
  2013年11月18日（月曜日） 15:00-16:00 北海道大学理学部2号館409
  Towards Bulk 49K Superconductivity in the Intermetallic CaFe₂As₂
  
  The highest achievable superconducting critical temperature (Tc) in intermetallic iron-pnictide superconductors (specifically, the 122 family) was heald to be 39K when K is substituted for Ba in BaFe₂As₂. Our group was among the first to report traces of superconductivity in the 40-50K range when rare earth elements are doped for Ca in CaFe₂As₂. Unfortunately, these materials display a drastically low shielding volume fraction and correspondingly low critical current densities. Recent studies aimed at increasing this volume fraction, including high pressure synthesis and unusual doping schemes, have met with varying levels of success. This talk will detail these efforts and the outlook for bulk superconductivity in this system.
  第195回エンレイソウの会　ポスター

• 北大理学部物理学部門主催、 トポロジー理工学教育研究センター(第194回エンレイソウの会) ・ 物理学会北海道支部講演共催
  宇治 進也 氏（物質・材料研究機構　超伝導物性ユニット　ユニットリーダー）
  2013年10月23日（水曜日） 16:30-17:30 北海道大学理学部5号館２階２１１号室
  メゾスコピック超伝導体におけるボルテックダイナミクス
  
  超伝導性を特徴づけるコヒーレンス長や磁場侵入長が、試料サイズと同程度にな るメゾスコピック超伝導体では、試料の形状・境界条件が超伝導状態に大きく影 響を与え（サイズ効果）、バルクの試料とは異なったメゾスコピック系特有の振 る舞いが観測される。金属アルミニウムはバルクでは第一種の超伝導体であるが 、微小構造体では、そのサイズ効果により、第二種の超伝導体のように振る舞い 、磁場中でボルテックス状態が形成される。電流を流すと、ボルテックスが駆動 され、そこでエネルギーが散逸する。バルクでは、この散逸による抵抗は常伝導 状態での抵抗を超えることはあり得ない。しかしメゾスコピック試料では、常伝 導状態での抵抗の８倍もの大きさになることもあり、これには特異的なボルテッ クスのダイナミクスが関係している。この実験的な検証とメカニズムについて議 論したい。
  第194回エンレイソウの会　ポスター

• 応用物理学部門学術講演会・第193回エンレイソウの会 : 蔡　安邦 氏 　　　　（東北大学・多元物質科学研究所・教授）
  2013年9月30日（月曜日） 16:30-18:00 北海道大学　工学部　物理工学系会議室(A1-17)
  電子構造からみた準結晶と金属間化合物の触媒特性 ～元素代替の可能性～
  
  準結晶の安定性は古くから知られているHume-Rothery則で理解 されることは意外と金属分野では知られていない。ほとんどの 安定な準結晶は、ある価電子濃度e/a（電子対原子比）を満た す狭い組成範囲内で形成され、ある意味では極めて厳密な電子 化合物とも見なせる。現実では、このe/a則に沿って多くの安定 な準結晶が発見されたことはその裏付けとなる。最近では、 Cd-Yb２元準結晶から派生した多くの安定な準結晶の開発はすべ てこの単純（？）なパラメーターによって実現されている。さら にこのパラメーターを用いて電子状態の類似性を推測し、２元金 属間化合物と金属間化合物の両構成元素と異なる金属との間に、 似通った価電子帯状態密度分布を有するだけでなく類似した触媒 選択性を示すことを発見した。つまり、価電子帯構造の類似性から、 金属間化合物をもってある特定金属元素の触媒機能を実現すること が可能であることを示唆している。本講では電子構造という視点で、 共通に準結晶構造をもつ金属間化合物の開発から類似した触媒機能 を示す金属間化合物の探索について、実験事実に基づいて検討する。
  第193回エンレイソウの会　ポスター

• 日本物理学会北海道支部会講演会・第192回エンレイソウの会 : Ms. Josefin Engelke (Technische Universitat Braunschweig, Institute for Condensed Matter Physics, 38106 Braunschweig, Germany)
  2013年9月19日（木曜日） 15:00-16:00 北海道大学　理学部2号館211
  Magnetic and transport properties of MnSi thin films
  
  MnSi offers a variety of different magnetic phases. The competition of ferromagnetic exchange with the Dzyaloshinskii-Moriya interaction causes a helical spin structure as the ground state of the system. In applied magnetic fields a conical structure and ferromagnetic spin alignment can be observed. In addition, a skyrmion lattice phase occurs in a small field and temperature region close to the ordering temperature, which is known as the A-phase. In thin films a larger skyrmionic phase is expected in the magnetic phase diagram due to surface effects and strain.
  Using molecular beam epitaxy MnSi thin films have been grown on Si(111) substrates. Magnetization and magnetoresistivity measurements have been carried out and related to the magnetic phase diagram. The magnetic ordering temperature T_ord is enhanced and shows a thickness dependence. In comparison to bulk MnSi also the critical magnetic fields of the thin films are enhanced. Furthermore several features can be identified occuring in the magnetization as well as in the magnetoresistivity measurements, which are not present in bulk material. Potentially these are indications of an enlarged skyrmionic phase.
  Reference: "Spin-spin correlation length in MnSi thin film", J. Engelke, T. Reimann, L. Hoffmann, S. Gas, S. Sullow, D. Menzel, J. Phys. Soc. Jpn. 81 (2012) 124709.
  第192回エンレイソウの会　ポスター

• 第191回エンレイソウの会 : 国際ワークショップ：International Workshop on Phase Transition, Critical Phenomena and Related Topics in Complex Network 2013年9月9-11日 北海道大学　学術交流会館
  

• 第190回エンレイソウの会 : Dr. Ljupka Stojcevska (Complex Matter Department, Jozef Stefan Institute, Slovenia)
  2013年7月22日（月曜日） 16：30-17:30 北海道大学工学部A棟　A1-17 （大会議室）
  Real-time observations of the quasi-particle relaxation dynamics in various complex systems by means of femtosecond laser spectroscopy
  
  We have performed systematic study of the quasiparticle relaxation dynamics in various complex systems such as cuprates, iron-based pnictides superconductors and charge-density wave systems.
  In undoped iron-based pnictides, exhibiting a spin-density wave (SDW) ordering, we observe a bottleneck associated with a partial charge-gap opening. Similarly as in the previous reported studies, a single relaxation process is observed, showing a remarkable critical slowing down of the quasiparticle (QP) relaxation dynamics at the SDW transition temperature. On the other hand, in the optimally doped crystals, a multiple relaxation processes are present with distinct SC-state quasiparticle recombination dynamics exhibiting a BCS-like T-dependent superconducting gap, and a pseudogap (PG)-like feature at higher temperatures. In all optimally doped cuprates and iron-based pnictides, we observe a saturation of the superconducting relaxation component. By taking into account the optical constants such as penetration depth and reflectivity we can accurately calculate energy needed for destruction of the superconducting state. If we compare the magnitudes of the destruction and condensation energies we notice a significant discrepancy in cuprates and iron-based pnictides, which can be explained with a phonon-mediated QP bottleneck mechanism. In contrast, in the charge-density wave systems, the destruction is faster and electronic; therefore it can not be explained in the frame of the proposed QP bottleneck mechanism.
  The second moment of the Eliashberg function, obtained from the relaxation rate in the metallic state at higher temperatures, has similar values in different iron-based pnictides, which indicates a moderate electron phonon coupling.
  More recently we have observed a switching between an equilibrium state to a metastable in 1T-TaS₂ charge-density wave system by means of ultrafast laser quench through a symmetry breaking transition. The switching is repeatable and accompanied with a change in reflectivity and DC resistance, opening a new possibility for ultrafast non-volatile memory devices.
  第190回エンレイソウの会　ポスター

• 第189回エンレイソウの会 : Dr. Julio Rodriguez (EPFL, Switzerland)
  2013年6月17日（月曜日） 16：30-17:30 北海道大学理学部2号館2階2-2-11（大学院講義室）
  Adapting Coupled Periodic Stable Signals
  
  We consider a network of stable periodic systems, each having their own set of parameters characterizing the time scale of the signal and its shape. Due to additional coupling functions, each local set of parameters are allowed to adapt (i.e. modify their values). The adaptive mechanisms, with the help of the usual state variable interactions, drive all local system towards a consensual oscillatory state where they all have a common, constant set of parameters. Once reached, the consensual oscillatory state remains even if mutual interactions are removed. This situation is to be contrasted with classical synchronization problems where common dynamical patterns are attained and maintained thanks to the interactions. Also, in synchronization, local system converge back towards their individual behavior in the absence of interactions. The resulting value of the common set of parameters is analytically calculated. It does not depend on the network's topology. However, the conditions for convergence do dependent on the connectivity of the network.
  第189回エンレイソウの会　ポスター

• 第188回エンレイソウの会 : Prof. Pierre Monceau　（Institut Neel, CNRS and University Joseph Fourier, France)
  共催: 応用物理学部門学術講演会・日本物理学会北海道支部講演会・杉野目記念会海外学識者講演会
  2013年3月21日（木曜日） 15:00-16:30 北海道大学工学部A棟A1-17
  Sliding charge-density-wave in two-dimensional rare-earth tellurides
  
  Amplitude charge density wave (CDW) excitations in rare earth tritellurides (RTe3) were probed by Raman scattering and femtosecond pump-probe spectroscopy. However, collective charge phase excitations could not be observed in far-infrared measurements due to screening by the residual metallic component at the Fermi surface. But the phase collective mode is accessible through nonlinear transport properties. We report such nonlinear transport properties in the layered DyTe3 at temperatures below the CDW phase transition, TP = 302K. Conductivity is increasing sharply above a threshold field. Under application of a rf field Shapiro steps are clearly observed. These features demonstrate for the first time CDW sliding in two-dimensional compounds.
  In collaboration with A. A. Sinchenko (Kotel’nikov Institut, Moscow) and P. Lejay (Institut Neel, Grenoble).
  第188回エンレイソウの会　ポスター

• 最終講義・第187回エンレイソウの会: 伊土　政幸 氏　（北海道大学理学研究院物理学部門)
  2013年3月15日（金曜日） 14:00-15:30 北海道大学理学部大講堂（５－２－０３）
  電子の集団運動：超伝導・密度波
  

• 最終講義・第186回エンレイソウの会: 大川 房義 氏　（北海道大学理学研究院物理学部門)
  2013年3月8日（金曜日） 13:00-14:30 北海道大学理学部大講堂（５－２－０３）
  物理の こみち
  

• 第184回 & 第185回エンレイソウの会 ・日本物理学会北海道支部講演会
  2013年1月21日（月曜日） 13:30～16:30 北海道大学工学部A棟A1-17
  
  • 第184回エンレイソウの会: Prof. Serguei Brazovskii (LPTMS, CNRS & University Paris-Sud, Orsay, France)
    Local and non-equilibrium processes in charge density waves
    
    This seminar will review resent experimental observations and their theoretical modeling in charge density waves (CDW). The results may be relevant to a broad class of low dimensional electronic systems with symmetry broken states – the nearest extension is the ferroelectric charge ordering in organic conductors. The selected observations will be related to strong, topologically nontrivial perturbations of the order parameter under an external impact. The pattern may be static, induced by electric field or dynamic, under the optical pumping – these are the two new trends in solid state physics [1].
    Recent optical study of a far-from-equilibrium CDW recovered coherent aperiodic undulations of the order parameter, critical slowing down of the collective mode, and evolution of the particle-hole gap. Numerical modeling allowed interpreting the observations, particularly the spatio-temporal distortions arising from “earthquakes” - annihilation events of topological defects in depth of the sample. Strong perturbations were also found at the microscopic scale accessed by the STM; there are the amplitude solitons expected to play a role of neutral spin carriers - spinons.
    Experiments on nano-junctions in CDWs indicate on the intrinsic reconstruction by creating stationary and transient electronic vortices – dislocations. The modeling shows that vortices are formed stepwise in the junction when the voltage across, or the current through, exceed a threshold. The vortex core concentrates the total voltage drop, working as a self-tuned microscopic tunnelling junction.
    [1] http://lptms.u-psud.fr/impact2012/
    第184回エンレイソウの会　ポスター
    
    
  • 第185回エンレイソウの会: Prof. Natasha Kirova (Lab. de Physique des Solides, CNRS & University Paris-Sud, Orsay, France)
    Electronic ferroelectricity in carbon-based systems: from reality of organic conductors to promises of polymers
    
    Ferroelectricity is a demanded effect in fundamental and applied solid state physics. Till now, the ferroelectrics were available mostly in electronically and optically inert, usually inorganic, materials. The electronic ferroelectricity was discovered in conducting organic stacks of (TMTTF)₂X at their Mott insulator phase, and now it is studied in layered BEDT-compounds with the charge ordering, and in complexes with neutral-ionic transitions; this research is very active in Japan.
    In this talk we discuss the existing and the expected ferroelectricity in electronically and optically active carbon-based materials: organic crystals, conducting polymers and even graphene ribbons. We indicate the type of conducting polymers – the substituted polyacetylene - where the ferroelectricity should be present. The theory predicted an existence of solitons with non-integer variable charges, both with and without spin, which are the walls separating domains with opposite electric polarisation. Their physics will serve to relate transient ferroelectric processes and the visible range optics.
    We shall interpret the experimental data for (TMTTF)₂X allowing to separate the critical relaxation within ferroelectric domains and the repolarization via sweeping of domain walls. We determine the critical slowing-down near the transition temperature, and the low frequency absorption coming from the creep of domain walls.
    第185回エンレイソウの会　ポスター

• 第183回エンレイソウの会 : 末永 和知 氏　（産業総合研究所)
  2013年1月11日（金曜日） 12:00～13:00 北海道大学工学部A棟A1-17
  電子顕微鏡による低次元物質中の欠陥構造解析
  Atomic imaging and spectroscopy of interrupted periodicities in low-dimensional materials
  
  　Low-dimensional materials gather wide range of interests both in the fundamental and technological viewpoints. In the families of 2D materials, graphene, h-BN and dichalcogenides (TX₂) are mostly endeavored for electronic and mechanical device applications. The physical and chemical properties of these low-dimensional materials are largely dependent of the atomic configurations with the interrupted periodicities such as defects and edge structures. Here we will show our recent progress in electron microscopy and its in situ investigations to visualize the various atomic defects in the low-dimensional carbon or non-carbon nanostructures. The migration of topological defects in nanotubes and WS₂ nano-ribbons (1, 2), the spectroscopy of single carbon atoms at the open edges (3), the monovacancy analysis in h-BN single-layer (4) and also the alloying and doping behaviors of Mo_xW_1-xS₂ single-layers (5) will be presented.
  (1) K. Suenaga, H. Wakabayashi, M. Koshino, Y. Sato, K. Urita and S. Iijima, Nature Nanotech., 2 (2007) 358.
  (2) Z. Liu, K. Suenaga, Z. Wang, Z. Shi, E. Okunishi and S. Iijima, Nature Commun. 2 (2011) 213.
  (3) K. Suenaga and M. Koshino, Nature, 468 (2010) 1088.
  (4) K. Suenaga, H. Kobayashi and M. Koshino, Phys. Rev. Lett., 108 (2012) 075501.
  (5) D. Dumcenco, H. Kobayashi, Z. Liu, Y.-S. Huang and K. Suenaga, Nature Commun. (in press)
  第183回エンレイソウの会　ポスター

• 第182回エンレイソウの会・日本物理学会北海道支部講演会　共催 : Dr. Kimitake Hayasaki （Korea Astronomy and Space Science Institute)
  2012年12月27日（木曜日） 13:00～14:00 北海道大学理学部大学院講義室（2号館‐211）
  Tidal disruption flares from stars on eccentric orbits
  
  　We study tidal disruption and subsequent mass fallback process for stars approaching supermassive black holes on bound orbits, by performing three dimensional Smoothed Particle Hydrodynamics simulations with a pseudo-Newtonian potential. We find that the mass fallback rate decays with the expected -5/3 power of time for parabolic orbits, albeit with a slight deviation due to the self-gravity of the stellar debris. For eccentric orbits, however, there is a critical value of the orbital eccentricity, significantly below which all of the stellar debris is bound to the supermassive black hole. All the mass therefore falls back to the supermassive black hole in a much shorter time than in the standard, parabolic case. The resultant mass fallback rate considerably exceeds the Eddington accretion rate and substantially differs from the -5/3 power of time. We also show that general relativistic precession is crucial for accretion disk formation via circularization of stellar debris from stars on moderately eccentric orbits.
  第182回エンレイソウの会　ポスター

• 北海道大学工学部応用物理学部門（主催）・第181回エンレイソウの会（共催） : 佐藤 憲昭 氏　（名古屋大学大学院理学研究科)
  2012年12月5日（水曜日） 16:00～17:30 北海道大学　工学部A棟　A1-17
  結晶および準結晶における磁性と超伝導
  
  　重い電子系と呼ばれるf 電子系化合物は、「磁性と超伝導の相関」や「量子相転移・量子臨界現象」を調べる上で格好の材料である。一方、同じ希土類元素を含んでいても、周期性を持たない準結晶では、磁性や相転移は存在しないと思われていた。ところが最近、重い電子系（即ち結晶）と類似の量子臨界現象を示す準結晶が発見され、研究者の注目を集めている。本セミナーでは、f 電子を含む結晶や準結晶における磁性・超伝導および量子臨界性に関するトピックスを紹介し、それが意味する物理について議論する。
  第181回エンレイソウの会　ポスター

• 北海道大学理学部物理学部門（主催）・日本物理学会北海道支部講演会（共催）第180回エンレイソウの会（共催） : 石田 憲二 氏　（京都大学大学院理学研究科)
  2012年11月29日（木曜日） 16:30～17:30 北海道大学　理学部5号館3階304号室
  強磁性超伝導体UCoGeのNMRによる研究
  
  　強磁性と超伝導の共存の研究は1950年代より理論、実験の両面から研究されてきた。強磁性とは電子スピンの成分が平均するとゼロとならず、ある方向に自発磁化をもっている状態である。これに対し電気抵抗がゼロとなる超伝導では、2つの電子が通常合成スピンゼロの一重項対状態を作り、「完全反磁性」と呼ばれる内部の磁気モーメントがゼロの状態を取る。一見して相反する現象であるが、両現象が異なる電子スピンや結晶サイトですみ分けている共存の例は報告されてきた。
  それでは、同じ電子が強磁性と超伝導の両方の起源になりうるのであろうか?　電子は局在状態では超伝導にはなれないので、遍歴強磁性状態が超伝導になれるのかという問題であるが、同じ電子による強磁性と超伝導の共存は永らく存在するとは思われていなかった。
  このような中、常識を覆す報告が2000年ケンブリッジ大のサクシーナ(S. S. Saxena)らによってなされた[1]。彼らは、50 Kで強磁性を示すウラン(U)化合物のUGe₂が、1.3万気圧程度の加圧により強磁性状態のまま0.8 Kで超伝導に転移することを報告した。この物質では強磁性と超伝導は 同じUの5f電子に起因すると考えられ、超伝導研究者に大きな衝撃を与えた。現在までの精力的な研究により、4つのU化合物が強磁性超伝導体として知られている。なかでも今回取り上げるUCoGeでは常圧において強磁性状態で超伝導を示す物質であり、強磁性と超 伝導の関係、強磁性超伝導状態の物性を調べるには適している。 本講演ではUCoGeに対し、我々の行ったコバルト(⁵⁹Co)核の核磁気共鳴(NMR)、核四重極共鳴(NQR)の実験を紹介し、強磁性と超伝導がミクロに共存しどちらの現象もUの5f電子に起因すること[2]、また超伝導がUによる特異な強磁性ゆらぎによって引き起こされている可能性[3,4]を議論したい。
  [1] S. S. Saxena et al. Nature (London) 406, 587 (2000).
  [2] T. Ohta, et al. J. Phys. Soc. Jpn. 79, 023707 (2010).
  [3] Y. Ihara, et al. Phys. Rev. Lett. 105, 206403 (2010).
  [4] T. Hattori et al. Phys. Rev. Lett. 108, 066403 (2012).
  第180回エンレイソウの会　ポスター

• 第179回エンレイソウの会: 黒澤　徹　氏　（北海道大学理学研究院)
  2012年11月20日（火曜日） 12:00～12:50 北海道大学　工学部A棟2階オープンスペース
  銅酸化物高温超伝導体における不純物効果の研究
  
  超伝導体における不純物置換による超伝導抑制効果の研究は、超伝導の発現機構を考えるうえで有効な手段の一つである。銅酸化物高温超伝導体では、超伝導が発現する銅と酸素からなる銅‐酸素面の銅の一部を亜鉛やニッケル等で置換すると超伝導導転移温度Tcが大きく低下する。このとき、置換される不純物の種類が磁性か非磁性かで超伝導に与える影響も大きく異なり、超伝導をもたらす電子間引力と密接に関わっていると考えられている。また、銅‐酸素面以外のブロックレイヤーと呼ばれる場所の元素を一部置換することでもTcが低下することが知られており、これらの不純物が電子状態に与える影響が精力的に研究されている。今回の発表では、銅酸化物高温超伝導体における不純物効果についてこれまで我々のグループが行ってきた研究と他グループが報告している最近の結果を合わせて紹介する予定である。
  第179回エンレイソウの会　ポスター

• 第178回エンレイソウの会・日本物理学会　共催講演会
  2012年10月18日（木曜日） 15:00～16:30 北海道大学　理学研究院大講堂（理学部５号館５－２－０３）
  １．はじめに　15:00～15:10
  　　北海道大学電子科学研究所 所長　三澤 弘明 氏
  
  ２．データセンター立地の魅力について　15:10～15:25
  　　石狩市企画経済部企業誘致室 参事　富木　浩司　氏
  
  ３．超伝導直流送配電の研究開発と北海道への導入可能性　15:25～16:30
  　　中部大学超伝導・持続可能エネルギー研究センター教授　山口　作太郎　氏
  
  中部大学では2005 年から超伝導直流送電システムの研究開発を文部科学省の支援を得て 開始した。理由は２つあり、一つは高温超伝導テープ線材が市販され、実機レベルの応用に使え るようになったと判断できたためである。もう一つは、高温超伝導送電システムは「交流」より「直 流」が得意であるためである。つまり、超伝導を「直流」に応用すると、システムは安価で高性能に なる。更に、安価で高性能な電力変換器が日本でハイブリッド車用に開発されたこともきっかけと なった。2006 年10 月に20m ケーブル実験装置を完成し、実験を開始した。主な目的は低温系 への熱侵入低減と電気系の試験である。また、ケーブル熱収縮についても基礎的な検討も行った。 幸い、予定した実験結果を得ることができた。その後、ナノオプト・エナジー社の藤原洋氏の支援 を受けて、200m ケーブル実験装置を2010 年3 月に完成し、今まで実験を続けてきた。実験装 置建設のための予算規模は約4 億円であった。主な、研究項目は液体窒素の循環、超伝導ケ ーブルの熱収縮対策、ケーブルによる電力貯蔵などである。幸い、今までに5 回の実験を行ったが、 ほぼ順調に実験は進展し、次のステップを検討する段階に到達した。
  昨年より次期装置の検討を続けているが、規模的には2km ほどを想定している。また、大学で の研究段階から実際に産業で利用すると同時に大学が共同で研究・開発を行う体制が必要で あると考えている。具体的な計画としては、北海道にあるデータセンター(iDC)に応用することを想 定し、検討を行っている。理由は、iDC は北海道に設置すると節電が可能であり、今後石狩市な どで大規模に展開される可能性があること、直流システムを利用することによって節電が可能であ ること、北海道（石狩市）でLNG プラントがもうじき稼動することなどが挙げられる。
  本講演では、中部大学での研究開発と北海道への導入について現在の構想を話すと同時に、 参加者のみなさんと将来構想についての議論を行うきっかけになることを願っている。
  第178回エンレイソウの会　ポスター

• 第177回エンレイソウの会: 得能　光行　氏　（University of Geneva, Switzerland)
  2012年9月24日（月曜日） 12:00～12:50 北海道大学　工学部A棟2階オープンスペース
  光格子の変調を利用した共鳴法の理論
  
  冷却原子気体は、レーザーと原子との相互作用を駆使して様々な量子多体系の研究舞台を提供する。中でも、対向するレーザー光 によって作り出される周期的なポテンシャル（光格子）に原子を閉じ込めることで、不純物や欠陥の無い強相関量子多体系を作り出す ことができる。これは強相関電子系の基本的模型であるハバード模型で非常に良く記述されるため、強相関電子系の様々な理論 研究を実験で直接検証できると期待されている。一方で、光格子中の原子集団の状態にアクセスするための実験プローブが限定 されるため、実験検証を実現させるには、そのプローブ開発は最大の課題である。
  この光格子中の原子気体に対して有効なプローブの候補として、光格子の変調が注目されている。これは、原子気体に作用する 摂動的外力として、光格子を「ゆらす」ことを利用する。また、その際に起こる共鳴現象から原子集団の励起スペクトルの構造を 測定する。本講演では、この光格子変調スペクトロスコピーに関する我々の理論的取り組み[1,2]について紹介したい。まず、この スペクトロスコピーの理論的定式化について説明する。そして、我々が行った共鳴スペクトルの理論計算結果と実験データの 比較結果を紹介する。
  [1] A. Tokuno, E. Demler, and T. Giamarchi, Phys. Rev. A 85, 053601 (2012).
  [2] A. Tokuno and T. Giamarchi, Phys. Rev. A 85, 061603(R) (2012).
  第177回エンレイソウの会　ポスター

• 第176回エンレイソウの会: Prof. Dr. Stefan Suellow (Technical University of Braunschweig, Germany)
  (日本物理学会北海道支部講演会主催)
  2012年9月3日（月曜日） 16:00～17:00 北海道大学　理学部2号館211号室
  Not-so-ordinary insights into ordinary UPt₂Si₂ - Surprises in high fields
  
  For years now, magnetism in uranium heavy fermion compounds was thought to be reasonably well understood. A case in point is UPt₂Si₂, a material which was even considered to be describable within a localized crystalline electric field picture. However, recent experiments indicate that this view is inappropriate. Here, I will review the results of new investigations on this material, with an emphasis on studies in high magnetic fields. These results will be discussed in context of new electronic structure calculations, this way illustrating how our understanding of magnetism in such correlated electron system has evolved in recent years, and point out open issues and implications.
  第176回エンレイソウの会　ポスター

• 第175回エンレイソウの会: Prof. H. R. Brand (Bayreuth University, Germany)
  (日本物理学会北海道支部講演会主催)
  2012年9月3日（月曜日） 13:00～14:00 北海道大学　理学部2号館211号室
  Dissipative solitons with energy and matter flows: fundamental building blocks for the world of living organisms
  
  We consider a combined model of dissipative solitons that are generated due to the balance between gain and loss of energy as well as to the balance between input and output of matter. The system is governed by the generic complex Ginzburg-Landau equation, which is coupled to a common reaction-diffusion (RD) system. Such a composite dynamical system may describe nerve pulses with a significant part of electromagnetic energy involved or light controlled chemical reactions. We present examples of such composite dissipative solitons and analyze their internal balances between energy and matter generation and dissipation. Our model serves as the simplest example of the intricate transition from the inanimate world to the world of living organisms where the energy and matter supplies are readily available.
  第175回エンレイソウの会　ポスター

• 第174回エンレイソウの会: 土屋　聡氏　（物質・材料研究機構）
  2012年8月31日（金曜日） 17:00～18:00 工学部A棟2Fオープンスペース（A2-67）
  2次元有機超伝導体における超伝導ゆらぎの面内磁場効果
  
  近年銅酸化物、有機超伝導体などの２次元強相関系超伝導体において 超伝導転移温度以上に超伝導位相ゆらぎが現れることが報告されている[1,2]。 この超伝導ゆらぎの発現には、キャリアー密度、電子相関が関係することが指摘され、 強相関系超伝導の未解決問題である擬ギャップ現象との関連性にも興味が持たれている。
  これらの超伝導体は２次元性が非常に強いため、超伝導ゆらぎの発現に磁場方位依存性があると期待される。 しかしこれまで調べられたのは磁場を伝導面に対して垂直に印加した場合のみで、平行に印加した実験は その困難さから行われていなかった。
  これに対し我々は有機超伝導体κ-(BEDT-TTTF)₂Cu(NCS)₂（κ-NCS） 用いた磁気トルク測定により、面内磁場中で超伝導ゆらぎが現れることを発見した[3]。 κ-NCSは垂直磁場中では超伝導ゆらぎは観測されず、 この超伝導ゆらぎは面内磁場効果によって現れることが強く示唆される。 またκ-NCSよりも有効電子相関の強い κ-(BEDT-TTF)₂Cu[N(CN)₂]Brに対しても同様の測定を行い、似た結果を得た[4]。 詳細は当日の発表で議論する。
  [1] Y. Wang et al., Phys. Rev. B 73, 024510 (2006).
  [2] M. Nam et al., Nature. 449, 584 (2007).
  [3] S. Tsuchiya et al., Phys. Rev. B 85, 220506(R) (2012).
  [4] S. Tsuchiya et al., in preparation.
  第174回エンレイソウの会　ポスター

• 第173回エンレイソウの会: 神原 陽一 氏　（慶應義塾大学理工学部）
  (応用物理学会北海道支部講演会主催)
  2012年8月23日（木曜日） 11:00～12:00 電子科学研究所 新棟1F会議室
  鉄系超伝導体の特徴と線材化
  
  2008 年2 月における鉄系高温超伝導体の発見[1]から現在までに, 類似の構造を有する 新しい超伝導体の発見が続いている. これらの物質群における最高の超伝導転移温度(Tc)は, 銅酸化物に次ぐ高い値である55 K に上る. 鉄系高温超伝導体を主題とした原著論文数は約3000 報に及び, 2008年以前は銅酸化物に限られていた高温超伝導の基礎・応用研究の対象は大きく広がった.[2]
  これまでに報告された鉄系高温超伝導体は, 一部の例外を除き, いずれも鉄の正方格子を有している. 最高のTc を示すLnFeAsO_1-xF_x (いわゆる1111 系)の母相は反強磁性金属であり, その結晶構造は低温で斜方晶に転移する. 1111 系はフッ素, 酸素欠陥導入, 結晶内への水素導入により Fe の磁気モーメントが消失した化学組成にて有限のTc が出現する. このような反強磁性体への異価数イオンドープにより引き起こされるTc の出現は銅酸化物高温超伝導体と同一の特徴である.
  鉄系高温超伝導体を使用した線材は, 上部臨界磁場及び臨界電流密度(Jc)に優れた1111 系とBaFe2As2を母相とした いわゆる122 系を中心に試作が行われおり, Powder in tube 法と呼ばれる簡単な方法で線材化可能である. 122 系を用いた線材では4 K でJc～10⁵ A/cm² を超えており, この値はバルク性能の数%程度に上る. [3] 一方, 1111 系は粒間のJc が小さいため122 に比べて二桁程度小さいJc に留まっている. 当日は鉄系超伝導体に対する一般の評価についても言及する.
  [1] Y. Kamihara, et al, J. Am. Chem. Soc. 130, 3296 (2008).
  [2] G. R. Stewart, Rev. Mod. Phys. 83, 1589 (2012).
  [3] J. D. Weiss, et al, Nat. Mater. 11, 1 (2012).
  [4] M. Fujioka, et al, Appl. Phys. Express 4, 063102 (2011).
  第173回エンレイソウの会　ポスター

• 第172回エンレイソウの会: 波場 直之 氏　（北大理学研究院素粒子論研究室）
  (北大物理学科講演会主催)
  2012年7月13日（金曜日） 18:30～19:20 北海道大学理学部５号館大講堂（５号館２階０３室）
  神の粒子、ヒッグスの発見
  
  テレビや新聞でニュースになりましたが、7月4日、欧州合同 原子核研究所（ＣＥＲＮ、スイス）は、世の中の最も基本的な粒子の 一つで、物に重さ（質量）を与える「神の粒子」とも呼ばれる「ヒッ グス粒子」とみられる新粒子の発見を発表しました。ヒッグス粒子は、 現代物理学を支える「標準理論」が予言しながら見つかっていない唯 一の粒子で、新粒子がヒッグス粒子と確認されれば、標準理論の完成 となります。物質の究極の姿と基本法則を探る素粒子物理学は、アイ ンシュタインの相対性理論とハイゼンベルクらの量子力学を土台に発 展して、日本も湯川秀樹、朝永振一郎、南部陽一郎、小林誠、益川敏 英の各氏らが大きく貢献してきました。この講演では、「標準理論」や 「ヒッグス粒子」の本質を分かりやすく解説いたします。
  第172回エンレイソウの会　ポスター

• 第171回エンレイソウの会: 鍜治　怜奈 氏　（北海道大学 工学研究院 応用物理学部門）
  2012年6月19日（火曜日） 12:10～12:50 北海道大学工学部2階オープンスペース（A2-67）
  半導体量子ドットにおける電子-核スピン相互作用
  
  近年，半導体量子ドット(QD) に局在する電子とQDを構成する原子核とのスピン交換相互作用 (超微細相互作用: HFI) に関する研究は，量子メモリなど核スピン分極(NSP) 応用の観点のみならず，QD-電子スピンコヒーレンス増長の観点から益々の関心を集めている．我々はこれまで，単一自己集合QDのオーバーハウザーシフト(NSPによる電子のエネルギー変化) の光学検出に初めて成功したことに加え[1]，光励起NSPが励起光強度や偏光状態，外部印加磁場強度に対して双安定特性を示すことを見出した[2]．
  本講演では，NSPの双安定特性について概説すると共に，電子スピン分極の指標として正の荷電励起子状態の発光円偏光度に着目して，NSP 形成とそれに係る電子スピンダイナミクスを考察する．またQDではスピン-軌道相互作用が抑制されるため，HFIが電子・正孔スピンの集団コヒーレンス時間を決めることが指摘されている[3, 4]が，今回そのスピン緩和モデルの重要なパラメータである核磁場揺らぎと電子スピン緩和時間の評価に成功したので[5]，それについても紹介する予定である．
  参考文献
  [1] T. Yokoi et al., Phys. Rev. B 71, 041307(R) (2005).
  [2] R. Kaji et al., Phys. Rev. B 77, 115345 (2008).
  [3] A. I. Merkulov et al., Phys. Rev. B 65, 205309 (2002).
  [4] B. Eble et al., Phys. Rev. Lett. 102, 146601 (2009).
  [5] R. Kaji et al., Phys. Rev. B 85, 155315 (2012).
  第171回エンレイソウの会　ポスター

• 第170回エンレイソウの会: 眞山 博幸 氏　（北海道大学電子科学研究所）
  2012年5月22日（火曜日） 12:10～12:50 北海道大学工学部2階オープンスペース（A2-67）
  濡れ現象における熱力学とダイナミクスの再考察
  
  水をはじく植物の葉や雨に濡れる窓ガラスなどにみられるように濡れの現象は我々の生活に深く関係している。その中で我々は凹凸構造のある生体表面の 濡れに注目して研究を行っている。具体的には自由エネルギーの次元で濡れの状態を議論することでYoungの式が熱力学的安定条件であること[1]、表面凹凸 やMarangoni効果によって濡れ広がり（接触角の時間変化）が著しく変化することを見出してきている[2,3]。発表ではこれらのトピックスを簡単に紹介する。
  参考文献
  [1] H. Mayama and Y. Nonomura, Theoretical Consideration of Wetting on a Cylindrical Pillar Defect: Pinning Energy and Penetration Phenomena, Langmuir, 37 (2011) 3550.
  [2] Y. Nonomura, Y. Morita, T. Hikima, E. Seino, S. Chida, H. Mayama, Spreading Behavior of Water Droplets on Fractal Agar Gel Surfaces, Langmuir, 26 (2010) 16150.
  [3] Y. Nonomura, S. Chida, E. Seino and H. Mayama, Langmuir, Anomalous Spreading with Marangoni Flow on Agar Gel Surfaces, Langmuir, 28 (2012) 3799.
  第170回エンレイソウの会　ポスター

• 第169回エンレイソウの会: Prof. L. N. Hazra （Department of Applied Optics and Photonics, University of Calcutta）
  (応用物理学会北海道支部講演会主催)
  2012年4月23日（月曜日） 16:30～17:30 北海道大学工学部　物理工学系会議室1（A3-62室）
  Glimpses of Optics Activities in India with vignettes from some current research at University of Calcutta
  
  Prefaced with a brief spatio-temporal description of the status of education, industry and research activities on Applied Optics in India, this talk dwells upon five topics on which research is being currently carried out by the presenter’s group at the University of Calcutta. The five areas are: (i) A prophylactic strategy for global synthesis in lens design, (ii) Structural design of zoom lenses by evolutionary programming, (iii) Effects of finite substrates on aberrational characteristics of diffractive lenses, (iv) Superresolution by pupil plane phase filtering,and (v) Multiple Optical Tweezers by radial Walsh filters.
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• 第168回エンレイソウの会: 早崎　公威　氏（京都大学理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻）
  2012年3月30日（金曜日） 14:00～15:30 北海道大学理学部二号館　2-404
  Origin of double peaked tidal disruption flares in Sw J1644+57
  
  Swift J164449.3+573451 (Sw J1644+57) has been quite recently observed by the Swift and has the extremely luminous flare with the double peak. This is attributed to tidal disruption of a star by a massive black hole. A tidal disruption event is caused by the following processes: a star falls into the black hole from afar in a parabolic orbit. The star is then tidally disrupted around the black hole and the stellar debris is gravitationally bounded by the black hole because it looses its binding energy inside the radius where the tidal force of the black hole is balanced with the self-gravity of the star. The stellar debris finally falls back and accretes onto the black hole. Thus, the accretion rate decays with -5/3 power of time following the Kepler‘s third law. The theory of such a standard tidal disruption event can, however, provide little explanation for the double peaked light curve of Sw J1644+57. Here, we propose a new picture of the tidal disruption event that a part of the tidally disrupted star is directly accreted around the periastron and then a remaining bounded debris falls back to the black hole, following the standard theory. In this talk, I briefly report a few results which are obtained by performing three dimensional Smoothed Particle Hydrodynamics simulations based on the proposed scenario.
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• 第167回エンレイソウの会: 田中 啓司 氏（北海道大学 工学研究院 応用物理学部門）
  2012年3月9日（金曜日） 14:00～15:30 北海道大学工学部A棟1階 A1-70室（会議室）
  アモルファス カルコゲナイド半導体「概観とベクトル光変形」
  
  カルコゲナイド系アモルファス物質の基礎と応用を概観したのち＊，私たちが2008年に発見した不思議な光誘起ベクトル変形（アモルファスAs(Ge)-S(Se) などが，直線偏光したバンドギャップ光に照射されると，偏光方向を反映したマクロな変形を発現する）について，その概要と「光学力による光流動」モデルについて述べる＊＊．＊ K. Tanaka and K. Shimakawa, Amorphous Chalcogenide Semiconductors and Related Materials, Springer (2011).＊＊ 田中啓司，ガラスの光変形，応用物理，78, 625 (2009).
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• 第166回エンレイソウの会: 大笹　憲一　氏（秋田大学工学資源学研究科　材料工学専攻・教授）
  2012年2月28日（火曜日） 16:00～18:00 MC526大会議室（工学部材料化学棟　5階）
  フラクタル次元を用いた凝固組織評価
  
  金属 材料の凝固組織は最終製品の材料特性に影響を与えるために，凝固組織形態を定量的に評価する必要がある．現在，凝固直後のデンドライト組 織形態はデンドライト1 次枝，2次枝間隔（Dendrite Arm Spacing，DAS）で評価するのが一般的である．本研究ではデンドライト形態のフラクタル次元を測定することにより，デンドライト形態を評価するこ とを試みた．Al基合金を試料として，合金組成や冷却速度等の凝固条件と，BOXカウント法で求めたフラクタル次元との関係を検討し た．また，フェーズ フィールド法を用いたシミュレーションを行い，デンドライト形態に及ぼす凝固条件の影響を検討した．その結果，合金組成および冷却速 度が増加すると，デン ドライトのフラクタル次元は増加することが明らかとなった．
  

• 第165回エンレイソウの会: 松下 貢 氏（中央大学理工学部・教授）
  2012年1月31日（火曜日） 16:30～18:00 工学部 A棟3階 A3-62室（応用物理学専攻会議室）
  複雑系の統計性 －社会物理学の確立に向けて－
  
  必ずしも同一ではないものが複雑に絡み合って一つのまとまりをなしている複雑系は、私たちの身体や自然環境、市町村、都道府県や国など、自然や社会に数多くの例がみられる。このような複雑系の第一の特徴は、そのメンバーが何であれ、歴史を背負っていて、変化が乗算過程的なことである。このとき、複雑系の統計性は第一近似的には対数正規分布で特徴付けられる。その具体例を自然科学、社会科学の双方で示す。また、注目する性質の統計性が対数正規分布から外れるには、そのような変更をもたらす特別な理由がなければならない。社会現象の場合、何らかの付加的な社会的メカニズムが働いて対数正規分布から外れることが考えられ、歴史的な通常の発展からのずれ（格差の拡大）を定量的に見分けることができる。このことを踏まえて、学際的な新しい科学としての社会物理学の可能性を議論してみる。
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• 第164回エンレイソウの会: 柏本 史郎 氏（北海道大学 工学研究院 応用物理学部門）
  2012年1月23日（月曜日） 16:30～ 工学部A1-17（大会議室）
  準結晶および近似結晶における磁気秩序
  
  準結晶は“非周期”の特別な長距離秩序（準周期性）にしたがう結晶構造を持つ特異な物質群である。その結晶構造の理解については高次元空間の“周期構造”を現実の3次元空間に射影する方法などで解明が進んでいる。しかしながら物性については準周期性が直接反映されたものは未だ見出されていない。特に磁性元素を含む準結晶合金に対しては、初期の頃から反強磁性的な相互作用による“準周期的な長距離秩序”の出現に関心が持たれてきたが、現在のところ実験的に実証された例はない。これまで報告のある3d遷移金属、4f希土類元素由来の磁気秩序は、多くの場合低温でスピングラスと報告されている。ただし中性子回折実験から磁気散漫散乱の観測から相関距離〜10 Å程度の正二十面体対称性を反映した短距離相関の発達が一部の正二十面体相準結晶において見いだされているものの、長距離秩序である準周期性にまでは至っていない。　本講演ではこれまでによく研究がなされている正二十面体相に加えて、最近石政等によって報告されたMn-Si系正12角形相近似結晶でみられたスピングラス的な磁性も紹介し、準結晶および近似結晶の磁気秩序について実験結果をもとに議論する。
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• 第163回エンレイソウの会: 尾崎 恒之 氏（ケベック州立科学技術大学院大学 教授・カナダ先端レーザー国際共同研究施設 施設長）
  2012年1月10日（火曜日） 10:00～11:00 工学部A1-17（大会議室）
  高輝度プラズマ高次高調波とAdvanced Laser Light Source プロジェクト
  
  高次高調波現象は、高強度光電場による電子のトンネル電離と、それに続く輻射再結合過程を原理としている。この現象を利用し、真空紫外から軟Ｘ線にわたる コヒーレント光源の発生が可能となり、その結果、軟Ｘ線領域における非線形光学や時間分解分光研究、さらにはアト秒サイエンスの開拓に貢献してきた。従来高次高調波発生ではガスが非線形媒質として使用されてきた。ところがさまざまな応用研究を考えた場合、一般に既存の高次高調波の強度はまだ不十分である。これを受け、講演者らはここ数年低イオン化プラズマを非線形媒質として使用するプラズマ高次高調波現象の研究を進めてきた。その結果、プラズマのイオン化状態および電子密度を最適化することにより、10^-4 から10^-3程度の高い変換効率で高調波が発生することが明らかになった。またガスでは観測されたことがない新たな現象や、フラーレン等、固体物質のアト秒動的過程の研究を可能にするなど、プラズマ高調波は新しい研究領域をも可能にしている。本講演では最近のプラズマ高次高調波研究の現状と展望につき概観したい。また、カナダ・モントリオール近郊にある国際レーザーユーザー施設Advanced Laser Light Source (ALLS)の概要にもふれる。
  第163回エンレイソウの会　ポスター

• 第162回エンレイソウの会: 岩井 伸一郎 氏（東北大学大学院　理学研究科）
  2011年12月16日（金曜日） 16:30～17:30 理学部2号館4階404号室
  赤外３サイクルパルス光で見る光誘起相転移の超高速スナップショット
  
  遷移金属酸化物や低次元有機電荷移動錯体などの強相関電子系物質において、光誘起相転移と呼ばれる現象が見出されてから既に１０年以上が経過している。その間、観測される物質の種類が増える一方、光誘起相の緩和ダイナミクスにおいて、様々な協力性や臨界性を持った特徴的な振る舞いが報告されてきた。しかし、光励起状態から”相転移”へ至る初期ダイナミクスはいまだに解かれていない。本講演では、強相関有機物質において、電子の運動の時間スケール（～20 fs）よりも短いパルス光（波長1.5μm、パルス幅12 fs；光電場の～3周期）を用いて捉えた超高速ー強相関電子ダイナミクスを紹介する。電子や分子の実時間ダイナミクスから何がわかるのかについて議論したい。
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• 第161回エンレイソウの会: 阪上 雅昭 氏（京都大学大学院　人間・環境学研究科）
  2011年12月7日（水曜日） 16:30～17:30 理学部２号館２階　2-211
  群れの科学
  
  魚群のような生物集団を眺めたとき，群れの形の多様性そして外敵に対する反応の俊敏さに驚かされる．このような魚群のダイナミクスを議論するため、Reynolds による BOID や Vicsek あるいは Tu-Toner のモデル化のように，魚を自己推進力を有する粒子(SPP)としてとらえるものが提案されている．　これらのモデルでは各個体の速度，特に運動の向きの自由度をスピンと見なしている．このスピンが近傍の個体との強磁性的相互作用で向きをそろえることで群れを形成する．つまり生物集団を移動し構造をつくるスピン系としてモデル化している．このモデルで適当なパラメタを選択すれば群れが形成されることは数値シミュレーションにより示されている．さらにTu-Toner たちは，モデルの連続極限を考え，そこに音波に対応する波動モードが存在することを示している．　本講演では，魚の遊泳および魚群の基本的性質とモデルついて解説した後，まず数値シミュレーションで得られた魚群のサイズ分布などの性質と観測結果の比較検討する．次に水族館で撮影した魚群（イワシ）のハイスピード動画の解析結果について報告する．power spectrum 等の画像解析を行うことで，通常の１０倍の速度で泳ぐburst mode の存在が示された．また魚の屈曲が高速で伝搬するaggitation mode という速い情報伝達機構の存在についても議論したい．講演の後半では，群れの科学の今後の展開として捉えている，「群れにはリーダーが存在するのか」，「発達段階と群れの形成」という興味ある問題について言及する．さらに，拍手の同期などの非常に簡単な問題を手がかりにして，人間集団を群れの科学の研究対象にする試みについて議論したい．
  第161回エンレイソウの会　ポスター

• 第160回エンレイソウの会: 阪上 雅昭 氏（京都大学大学院　人間・環境学研究科）
  2011年12月5日（月曜日） 16:30～17:30 理学部２号館２階　2-211
  流体ブラックホールをもちいたブラックホール物理の検証
  
  ブラックホールは一般相対性理論において最も興味深い対象である．ブラックホールにおいてはそこから脱出できるかどうかの境界であるhorizonが重要な役割をはたす．ここで，時空を流体そして光を音波に置きかえ，さらに，流速が亜音速から超音速に空間的に変化する１次元の遷音速流を考えよう．すると亜音速領域にいる観測者からは超音速領域は音波に対するブラックホール内部そして音速点はhorizonと見なすことができる．これが流体ブラックホールである．　本講演ではホーキング輻射と準正規振動を取り上げ，これらの興味ある現象が流体ブラックホールでも存在することを示す．さらに空気流やボーズ・アインシュタイン凝縮を利用して流体ブラックホールを実験室で造り，ホーキング輻射と準正規振動を実験的に検証する可能性について議論する．
  第160回エンレイソウの会　ポスター

• 第159回エンレイソウの会: 黒田 隆氏　（物質・材料研究機構　主幹研究員）
  2011年11月18日（金曜日） 16:00～17:00 工学部A1-17（大会議室）
  GaAs/AlGaAs量子ドットの光学探査
  
  液滴エピタキシー法を用いることで、ヘテロ界面で格子整合した歪みのない量子ドットの作製が可能となる。我々は過去10年にわたり、典型的な格子整合系である GaAs/(Al,Ga)As 系に注力し、量子ドットの作製と光学探査を進めてきた。この量子ドットの特色は、ピエゾ効果由来の内部電場がなく、きわめてクリーンな閉じ込め構造を実現していることである。本講演では、荷電励起子や励起子分子など小数キャリア状態の束縛サイズ特性を明らかにしたこと [1]、[111]軸成長による対称性の高い量子ドットの実現 [2]、重い正孔励起子における光学選択則の破れの観測 [3] などの最近のトピックスを紹介する。
  [1] Phys. Rev. B 82, 201301(R) (2010).
  [2] Appl. Phys. Express 3, 065203 (2010).
  [3] Phys. Rev. Lett. (2011) in press.
  第159回エンレイソウの会　ポスター

• 第158回エンレイソウの会: 北　孝文 氏（北海道大学 理学研究院　物理学部門）
  2011年11月7日（月曜日） 16:30～ 工学部A1-17（大会議室）
  Bose-Einstein凝縮理論の基礎を再考する
  
  同種ボーズ粒子系の低温で起こるBose-Einstein凝縮(BEC)は、自発的対称性の破れの典型例であり、統計力学の基本的問題であるだけでなく、現代物理学の基礎概念である「Goldstoneの定理」や「南部-Goldstoneモード」等を検証・理解するための格好の舞台を提供している。　相互作用するBose-Einstein凝縮(BEC)相の微視的理論は，1947年のBogoliubov理論を突破口し，1960年代中頃までに場の量子論を用いてその基礎が築かれた。広く受け入れられている基本的結果は次のようにまとめられる。(a) 一粒子グリーン関数の極がBogoliubov励起で，長波長極限で無限の寿命をもち励起エネルギーが0となる(Beliaev, 1958; Hugenholtz and Pines, 1959)。(b) 二粒子グリーン関数は一粒子グリーン関数と共通の極を持つ(Gavoret andNozières, 1964)。(a)によりBogoliubov励起は伝搬波であることになり，BEC相の南部-Goldstoneモードであるとみなされている。(b)はBogoliubov励起が密度揺らぎ(＝音波)であることを意味し，中性子非弾性散乱による超流動4Heのフォノン-ロトン曲線がBogoliubov励起に他ならないことを表している。以上の結果は通常の摂動展開による。一方，BEC相の場の量子論には固有の難しさがあり，(c) Goldstoneの定理と動的保存則を同時に満たす自己無撞着理論が構成できない(Hohenberg and Martin, 1965; Griffin, 1996)ことが知られてきた。　最近，(c)の問題を解決し，二つの要請を同時に満たす自己無撞着摂動展開理論を構成することができた[1]。この理論はLuttingerとWardによる正常状態の自己無撞着理論(1960)をBEC相へ拡張したものとなっている。さらに，この理論的枠組みを用いて，二粒子グリーン関数や南部-Goldstoneモードの一般的性質も調べた[2,3]。その結果，上記の(a)および(b)とは異なる次の結果を得た。(a')Bogoliubov励起は長波長極限でも有限の寿命を持つ[3]。(b')二粒子グリーン関数の極は一粒子グリーン関数の極とは異なる[2,3]。そして，(a')と(b')の両モードが南部-Goldstoneモードとみなせることも明らかになった[3]。このように、Bose-Einstein凝縮（BEC）理論の基礎に関して，いくつかの発展があり，また通説とは異なる結果も得られたので本講演で報告する。
  [1] T. Kita, Phys. Rev. B 80, 214502 (2009).
  [2] T. Kita, Phys. Rev. B 81, 214513 (2010).
  [3] T. Kita, J. Phys. Soc. Jpn. 80, 084606 (2011).
  第158回エンレイソウの会　ポスター

• 第157回エンレイソウの会: 延兼 啓純 氏（北海道大学 理学研究院　物理学部門）
  2011年10月24日（月曜日） 14:00～15:30 理学部２号館２階　2-211
  カイラル超伝導のトポロジー　～物性と素粒子の普遍数理～
  
  素粒子物理と固体物理は全く異なるエネルギースケールで起こり、一見関連しません。しかし、トポロジーをキーワードとしてこれらの現象を表す理論形式に普遍数理があることが示唆されています。近年、微細加工技術により“グラフェン中のディラック電子による量子ホール効果”が発見されました（2010年ノーベル物理学賞）。これは物性実験によって相対論的量子力学とその普遍数理構造の追求を可能にした例の一つです。現在、私たちはマヨラナフェルミオン場が実現するとされるカイラル超伝導体に注目して研究を行なっています。マヨラナフェルミオンとは粒子と反粒子が同一視されるスピン1/2粒子であり、現在のところ、自然界に存在するか否かわかっていません。本講演ではマイクロメートルサイズのカイラル超伝導体Sr2RuO4において発見したパリティの破れた電流－電圧特性を報告し、その結果がマヨラナフェルミオン励起の観測であることを議論します。
  第157回エンレイソウの会　ポスター

• 第156回エンレイソウの会: 仙場 浩一 氏（NTT物性科学基礎研究所　超伝導量子物理研究グループリーダ）
  2011年09月28日（水曜日） 14:00～15:30 理学部２号館２階　2-211
  「超伝導量子回路が拓く量子情報処理の新たな可能性」
  
  約１２年前に日本の研究グループによって微小ジョセフソン接合を含むアルミニウム超伝導回路における巨視的量子コヒーレンスが発見されて以来、超伝導量子回路を用いた量子情報処理の研究、いわゆる超伝導量子ビットの研究は長足の進歩を遂げた[1,2]。量子情報処理分野で先行する 原子・光子 系と比較すると、超伝導量子回路系の特徴は その制御・測定が比較的容易なこと、cavity QED実験で必須となる強結合条件もまた容易に実現できることが挙げられる[3]。これらの特徴は、この系がチップ上の回路でありmK 温度領域にまで冷却する必要はあっても、電気回路的には制御装置や 測定装置に直接つなげられるような巨視的量子系であることに起因している。　ところが近年、この 強結合性や制御性の容易さが 諸刃の剣 であり、系のフィデリティーの減少やデコヒーレンスの大きな原因ではないかと考えられるようになって来た[2,3]。実際、回路中に偶然生じたミクロな欠陥等に起因する量子二準位系をもう一つの量子ビットとして扱うことも可能であり、条件によっては、本来の量子ビットよりも長寿命な例も観測されている[4]。　新たな試みとして、超伝導回路の高速制御性と原子系の特徴である長寿命量子コヒーレンスを融合させようという提案[5]や実験[6,7]が注目されている。米国やフランスのグループは、ダイヤモンドの NV 中心や ルビーの Cr3+ 原子欠陥を超伝導共振器を介して超伝導量子ビットと結合させる研究を開始しており、既に超伝導共振器との強結合を確認したと報じている。双方とも、共振器中に光子数状態を形成し結晶中のスピンアンサンブルと強結合させることを狙っている。　一方、磁束量子ビットを使えば、共振器の場合に比べて3桁以上強く結晶中のスピンアンサンブルと結合できるため、超伝導量子ビットが演算部分を担い、結晶中のスピンが量子メモリーの役割を担うハイブリッド型の量子プロセッサを目指すにはより適していると考えられる[5]。
  参考文献：
  [1] Y. Nakamura, Y. Pashkin & J. S. Tsai, Nature 398, 786 (1999).
  [2] J. Clarke & F. K.Wilhelm, Nature 453, 1031 (2008).
  [3] 仙場, 齊藤, 角柳, 中ノ 日本物理学会誌 Vol.64, No.1, 37-41 (2009).
  [4] A. Kemp S. Saito, W. J. Munro, K. Nemoto, and K. Semba, Phys. Rev. B 84, 104505 (2011).
  [5] D. Marcos et al., Phys. Rev. Lett. 105, 210501 (2010).
  [6] D. Schuster et al., Phys. Rev. Lett. 105, 140501 (2010).
  [7] Y. Kubo et al., Phys. Rev. Lett. 105, 140502 (2010).
  
  第156回エンレイソウの会　ポスター

• 第155回エンレイソウの会: 原田　稔 氏（小樽商科大学名誉教授）
  2011年09月28日（水曜日） 16:00～17:00 理学部２号館２階　2-211
  「消える「双子のパラドクス」」
  
  「双子のパラドクス」は相対論のパラドクスの中で最もポピュラーなものであるが、本質的には相対論的時間の解釈に関係した問題である。相対論では基準系によって時間が異なるとされているが、この“異なる”ということの物理的意味に関しては、必ずしも明快な説明が与えられているわけではない。物理の場合、時間は自然現象との関連で定められるので、“時間が異なる”ということが自然現象のリズムの変化と受け止められていると言っても過言ではない。その典型例が、動く基準系と静止基準系とでは歳の取り方が違うというもので、「双子のパラドクス」の原点をなしている。しかし、相対論で登場する時間は、自然現象と1対1の対応関係をもつものではないのである。相対論での時間や空間は、物理法則を表現する便宜のために考案された一種の言語であって、基準系が異なれば時間・空間座標も変わるが、その影響は法則の表現形式には及ばないのである。したがって、歳を取るという物理現象は時間座標の変更の影響は受けないということになる。これは、メンデル・サックスがかねてより主張しているところであるが、自然法則の普遍性を考えれば至極当然なことと言えよう。　しかしながら、従来の「双子のパラドクス」に関する議論では、基準系の変更によって歳の取り方が変わるとされているのである。サックスは上述のような観点から、双子の相対運動によって年齢差が発生するはずはないと警鐘を鳴らしているが、この主張を、オーソドックスな相対論の議論に基づいて完全に正当化しているのが、小生の論文[Physics Essays 24,454(2011)]である。　尚、この問題に対して、従来から関連性が指摘されている加速度の取り扱いについては完全に正当化し得るものではないことに注意を喚起しておきたい。
  
  第155回エンレイソウの会　ポスター

• 第154回エンレイソウの会: Prof. Dr. Helmut R. Brand（Theoretical Physics III, University Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany）
  2011年09月16日（金曜日） 13:00～14:00 理学部２号館２階　2-211
  「MACROSCOPIC BEHAVIOR OF ACTIVE SYSTEMS WITH A DYNAMIC PREFERRED DIRECTION」
  
  We present the derivation of macroscopic equations for active systems with a dynamic preferred direction, which can be either axial or polar. Such an approach is expected to be applicable and important for biological systems, which have preferred directions only dynamically, but not permanently or in a static configuration. For an axial preferred direction we introduce the time derivative of the local preferred direction as a new variable and discuss its macroscopic consequences including new cross-coupling terms. We investigate the coupling to a gel for which one has the strain tensor and relative rotations between the new variable and the network as additional macroscopic variables. For the case of a dynamic polar preferred direction the additional macroscopic variables transforms like a velocity under parity and time reversal. This approach is expected to be useful for a number of biological systems including, for example, the formation of dynamic macroscopic patterns shown by certain bacteria such as Proteus mirabilis.
  
  第154回エンレイソウの会　ポスター

• 第153回エンレイソウの会: 村上 尚史 氏　（北海道大学 応用物理学部門）
  2011年07月15日（金曜日） 18:15～ 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室）
  「高コントラスト天体観測技術の進展 ～「第２の地球」発見を目指して～」
  
  “ 生命を宿す「第２の地球」は存在するか？ ” という問いに，科学の目が向けられようとしています。鍵となるのは，高コントラスト天体観測技術（「系外惑星」の像を直接捉える技術）です。「系外惑星」とは，太陽以外の恒星がもつ惑星のことで，近年の天文学におけるホットな話題の一つです。
  本セミナーの前半では，系外惑星の観測的研究の最近の話題を紹介し，さらに系外惑星の像を捉える難しさとその意義について議論します。セミナーの後半は，「第２の地球」発見という究極の目標に向けた，様々な高コントラスト観測技術を，最新の開発動向を交えて紹介します。また，当研究室で取り組んでいる，トポロジカルな光波を利用した観測機器（「光渦」コロナグラフ）の開発についても紹介します。
  
  第153回エンレイソウの会　ポスター

• 第152回エンレイソウの会: 松田 一成氏　（京都大学　京都大学エネルギー理工学研究所）
  2011年06月10日（金曜日） 16:00～17:30 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室）
  「ナノカーボン物質におけるナノ光科学とその応用」
  
  カーボンナノチューブは、今日のナノサイエンスを代表する物質系の一つであり基礎・応用の両面から研究が進展している。特に、物理学の観点からすると、カーボンナノチューブは細長い筒状物質であり、これまでにない新たな物性研究の舞台として興味深い。現在、このようなナノチューブの光学過程に深く関与する電子状態の理解が、新しい光機能性発現や新規デバイス創成に向けた課題となっている。本講演では、カーボンナノチューブの電子状態の基礎を解説した後、先端分光を通して我々が明らかにしたアハラノフ・ボーム効果やトリオン状態の観測などについて紹介する。また、高効率太陽電池に向けた多体効果を利用した光・電子（励起子）変換などの研究トピックスについて紹介する予定である。
  
  第152回エンレイソウの会　ポスター

• 第151回エンレイソウの会: 江馬　一弘 氏 (上智大学理工学部)
  2011年03月10日(木曜日) 15:30～17:00 工学部 アカデミックラウンジ　B301（B棟2階）
  「窒化物半導体ナノコラムの光学特性」
  
  窒化物半導体(GaN, AlN, InNおよびこれらの3元混晶)は，深紫外から近赤外までをカバーできる発光デバイス用の材料として注目されている．さらに，それらをナノ構造にすることで，興味深い光学特性が出現する．本講演では，ナノ構造の中で，「ナノコラム」という直径数百ナノメートル・高さ１マイクロメートル程度の柱状結晶の光学特性について解説する．ナノコラムという特徴的なサイズ・形状に由来する光学特性，および，ナノコラムを集団で配列させたときのフォトニック効果や光局在効果などについて紹介する．
  
  第151回エンレイソウの会　ポスター

• 第150回エンレイソウの会
  2011年03月07日(月曜日) 15:30～17:00 ファカルティハウス「エンレイソウ」第２会議室
  講演者：藤井　敏之氏（広島大学特別研究員）
  「巨視的量子限界の実験的探索法の理論」
  我々が日常的に目にする巨視的な物体は，たとえ我々が実際に見ていなくても存在しているはずである．このような考え方を実在論と呼ぶ．一方，量子力学では，微視系は実際に観測されるまで重ね合わせ状態にあり， 物理量は不確定である．そのため，観測していない時の電子や原子のような微視的な物体について，素朴に実在論を適用することができない． ところが，ひとたび微視系において非実在性を認めると，巨視系に対する実在論をも，疑わねばならなくなる．
  なぜならば我々の巨視的世界も また，微視的な電子や原子から構成されているからである． このSchro"dinger の猫の問題として知られている量子力学の根幹問題が示す ように，実在論が成り立つように見える我々の巨視的世界と重ね合わせ状態をとる微視的世界の間がいかに結び付けられているのかは明らかで はない．この二つの世界に境界が存在するのかどうか，あるとすればどこにあるのかは，実験によって明らかにする必要がある．
  　本講演では，近年進められてきた，超伝導量子回路を舞台とした量子力学の適用限界（巨視的量子限界）の探索について説明し，近年我々が 提案した時間ＧＨＺテストを紹介する予定である．
  
  講演者：戸田　泰則氏（計測情報論研究室）
  「UD-Bi2212 における光パルス励起準粒子相関ダイナミクス」
  超短パルス光による時間分解分光を用いると、超伝導体の特徴的な電子基底状態を過渡的な準粒子緩和を通して明らかにできる。この手法はTHｚ領域への拡張や光電子分光との組み合わせで大きく発展しつつある。特に近年、励起飽和を用いて超伝導状態の完全消失を観測・制御可能であることが示された[1]。他方、UD-Bi2212 に代表される高温超伝導体では、超伝導転移温度(Tc) 以上に擬ギャップ状態が出現し、その超伝導相転移に対する役割解明は長年の研究対象であり続けている。
  UD-Bi2212 を用いたLiu 氏らの時間分解分光では、光励起条件に応じて超伝導と擬ギャップ準粒子緩和を選択的に観測するとともに、Tc 以下での準粒子の共存を明らかにしている[2]。この準粒子緩和の選択性を利用し、本研究では各相の基底状態の定量的な解析を実現した。さらに各準粒子の特徴を利用すると、飽和条件( 準安定な金属状態) における超伝導相形成ダイナミクスが観測できる。擬ギャップ準粒子緩和との相関と合わせて議論する。なお本報告は2010年3月-2011年1月に客員研究員として滞在したヨゼフステファン研究所(D. Mihailovic 教授) の研究成果報告を兼ねる。
  [1] P. Kusar,et.al, Phys. Rev. Lett. 101, 227001 (2008).
  [2] Y. H. Liu et al., Phys. Rev. Lett. 101, 137003 (2008).
  
  第150回エンレイソウの会　ポスター

• 第149回エンレイソウの会: 薬師　久弥 氏 ( 分子科学研究所)
  2011年01月28日(金曜日) 16:30～18:00 理学部5号館5-20
  「分子導体における電荷秩序と電荷秩序ゆらぎ」
  
  電荷秩序相転移は運動エネルギーと電子間クーロン反発エネルギーとの競合で引き起こされる。後者が勝るとき、電荷はウィグナー結晶化するが、この電荷秩序状態は電荷の不均化率と配列様式で特徴づけられる。振動分光法はこの不均化率を容易に決定する事ができる。また、電荷秩序状態に隣接する金属状態には電荷秩序ゆらぎが発生していると考えられている。電荷秩序相転移は多くの場合構造変化を伴い、この電子格子相互作用も重要な役割を担っている。構造変化の前兆としての構造ゆらぎが観測される物質の金属相については、X 線回折による研究がおこなわれているが、対称性の低い物質においてはこのような構造ゆらぎを観測する事が困難な場合が多い。このような物質においては、分子振動の線形に反映される電荷秩序の時間ゆらぎを解析する事によってゆらぎの情報を引き出すことができる。この様な観点から、β”-(BEDT-TTF)(TCNQ) とα-(BEDT-TTF)2I3 の電荷秩序相転移を振動分光法によって観測した例ついて紹介する。
  第149回エンレイソウの会　ポスター

• 第148回エンレイソウの会: 天谷 健一 氏 ( 信州大学教育学部)
  2011年01月12日(水曜日) 16:30～18:00 理学部2号館2-211
  「Sr2RuO4 の異方的超伝導に関する磁化・熱磁気量効果測定による研究」
  
  Sr2RuO4 は，NMR ナイトシフトが超伝導状態においても不変であること，μSR 測定などから自発磁化が観測されていること，などから，2 次元スピン三重項超伝導体と考えられている．しかし，磁場をc 軸に垂直に印加した場合，上部臨界磁場が低温で抑制されることや低温高磁場で新たな超伝導相に相転移するなど，スピン三重項超伝導では簡単に説明できない現象も観測されている．また，理論面でもスピン三重項超伝導を特徴付けるd ベクトルの向きが確定されていない．
  本講演では，超伝導状態における精密磁化測定および熱磁気量効果測定によって得られた結果から，低温高磁場相における磁化の振舞いや中間磁場での磁化の異常についてまとめるとともに，下部臨界磁場直上でのヒステリシス磁化異常やそれにともなう熱磁気量効果の異常について報告する．
  第148回エンレイソウの会　ポスター

• 第147回エンレイソウの会: 島田 賢也氏（広島大学放射光科学研究センター）
  2010年12月15日(水曜日) 16:00～17:30 理学部2-211教室
  「固体中の電子に働く多体相互作用の定量評価」
  
  最近、真空紫外線・軟X 線領域の放射光を利用した角度分解光電子分光実験(ARPES)のエネルギー・運動量分解能が向上したことにより、ARPES スペクトルを一粒子スペクトル関数とみなして定量的に解析することが可能になった。原理的にはフェル面上の点を指定し、実験的に自己エネルギーの実部と虚部を導出し、準粒子に働く多体相互作用( 電子ー格子相互作用、電子ー電子相互作用) の結合定数を評価できる[1]。私たちは、多体相互作用に由来する自己エネルギーや結合定数を実験的に評価することにより、超伝導や遍歴磁性などの固体物性の基礎的理解を目指している。
  　これまでに金属の表面準位、バルク準位について多体相互作用の結合定数を評価してきた[2-7]。例えば、アルミニウムの表面準位では、電子ー格子相互作用の結合定数は～ 0.5、電子ー電子相互作用の結合定数は＜0.1 であり、電子ー格子相互作用の方が強い[3]。一方、鉄において多数スピンのバルク準位を調べたところ、電子ー格子相互作用の結合定数は～ 0.2 に対して、電子ー電子相互作用の結合定数は～ 2 であり、電子相関がかなり強いことが分かった[4]。ニッケルの結果からは、スピンの向きや波動関数の対称性によって結合定数が異なることが明らかとなった[5]。
  　ごく一般的に複数のバンドがフェルミ準位を横切る物質( 多バンド系) においてはフェルミ面やバンド分散が重なり合うため、精密解析を行うことは必ずしも容易ではない。そこで私たちは放射光の直線偏光特性を活用することに着目した。光学選択則をうまく利用すると入射光の直線偏光面と単結晶試料の鏡映面(＝検出面) の幾何学的配置により、観測可能な始状態のブロッホ軌道の対称性を決めることができる。すなわち波動関数の対称性を指定してフェルミ面やバンド分散を分離観測することが可能となる。私たちは、新しい直線偏光依存高分解能ARPES 装置を開発し、ルテニウム酸化物超伝導体Sr2RuO4の電子状態の精密解析を行った。その結果、波動関数の次元性に対応して、電子ー電子相互作用に由来するくりこみ効果が異なること、電子ー格子相互作用の結合定数がフェルミ面に依存して異なること、スピンー軌道相互作用が重要であることを明らかにした[6]。
  
  謝辞：本研究は広大放射光セの岩澤英明、生天目博文、谷口雅樹、広大院理の林博和、姜健、産総研の相浦義弘、吉田良行、長谷泉の各氏との共同研究です。
  [1] Ed. S. Hufner, Very High Resolution Photoelectron Spectroscopy
  (Springer-Verlag, Heidelberg, 2007).
  [2] J. Jiang et al. e-J. Surf. Sci. Nanotech. 7 (2009) 57.
  [3] X.Y. Cui, K. Shimada et al., Phys. Rev. B 82 (2010) 195132.
  [4] M. Higashiguchi et al. Phys. Rev. B 72 (2005) 214438.
  [5] M. Higashiguchi et al. Surf. Sci. 601 (2007) 4005.
  [6] H. Iwasawa, Y. Aiura et al., Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 226406.
  第147回エンレイソウの会　ポスター

• 第146回エンレイソウの会: 押川 正毅氏(東京大学物性研究所 )
  2010年11月25日(木曜日) 16:30～18:00 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「トポロジカル秩序とは何か？」
  
  近年、量子多体系における「トポロジカル秩序」が注目を集めている。しかし、トポロジカル秩序とは一体何であるのかは非常にわかりにくい。とりあえずの定義は、「局所的な秩序パラメータでは特徴付けられない、ある種の秩序」と与えることができるだろう。講演では、いくつかの例をもとに、何故このような奇妙な概念が導入されたのかについて述べる。また、「トポロジカル秩序とは何か？」と言う問いに対する答えは現在も模索されている。この方向での最近の研究についても議論したい。
  第146回エンレイソウの会　ポスター

• 第145回エンレイソウの会: 島 弘幸氏(北海道大学　工学研究院　応用物理学部門 )
  2010年10月12日(火曜日)16:30～17:30 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「ガウディ物理学のすゝめ ( スペイン長期渡航報告会)」
  
  19 世紀を生きたガウディ(=Antonio Gaudi) は、スペイン・カタルーニャ州出身の高名な建築家であり、言わずと知れたサグラダ・ファミリア大聖堂の設計者でもある。現在もバルセロナ市内に点在するガウディの作品群・建築物には、全て計算高い「自然幾何の美」が備わっていることに驚かされる。すなわち、樹木・貝殻・水流など全て自然からモチーフを得た作品でありながら、「構造力学的な合理性」と「幾何学的な曲線美」を融和し、顕在するという非凡な特徴を示す。
  翻って物理の世界でも、幾何学と物理学の邂逅は様々な階層で垣間見ることが出来る。ただしその内で時勢の話題となるのは、数学的に高度で抽象性の高い内容の場合が多く一般の科学者の理解が容易には届かないのが実情と思う。もっと直観的に理解できる物理階層で、幾何と物性の相関美を論じることができないか。これが10 ヶ月のバルセロナ滞在を経て発表者が立てた、今後の「志」である。
  本講演では、ガウディの都・バルセロナ生活で触れた文化・生活習慣を紹介するとともに、上記の長期的目標の一里塚として果たした研究成果の一端[1,2] を解説する。発表者が本渡航で得た長期展望に対し、先輩・後輩諸氏の忌憚ないご批判とご意見を頂ければ幸いです。
  [1] H. Shima et al., "Diverse corrugation pattern in radially shrinking carbon nanotubes",
  Phys. Rev. B 82 (2010) 085401.
  [2] H. Shima, "Growth of Aqueous Foam on Flexible Membranes",
  J. Phys. Soc. Jpn. 79 (2010) 074601.
  第145回エンレイソウの会　ポスター

• 第144回エンレイソウの会: 得能 光行氏(DPMC University of Geneva )
  2010年10月6日(水曜日)16:30～18:00 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「周期的に時間変調する光格子中の冷却原子気体のエネルギー吸収率」
  
  光格子中の冷却原子気体の実現を機に，冷却原子の研究は強相関系にも研究範囲を広げている．この系では様々なモデルパラメータを人工的に制御できるため，「量子シミュレータ」としての応用が期待されているが，原子の電荷が中性である為電子系で用いられる電磁気的外場によるプローブを冷却原子系では利用できない．この点を克服すべく，これまで様々な測定法が提案・利用されている．特に，近年は光格子の変調を用いた系の励起とその励起スペクトルの測定法が開発され，現在精力的にその実験が行われている．この励起法では，光格子を形成するための定在波の振幅を変調している．
  今回，我々は光格子の位相を時間的に変調させた場合の系のエネルギー吸収率について考察する．光格子の位相変調が格子定数よりもさらに短い微視的なスケールで行われた場合を仮定し，エネルギー吸収率を線形応答理論の範囲で定式化した．その結果，エネルギー吸収率はカレント相関関数で記述され，電子系での光学電導度に対応する量になることが分かった．セミナーではこの定式化について説明し，さらに格子変調による吸収エネルギーをどのようにして実験的に見積もるかについても言及する．さらに，１次元ボース原子系を例に，現在実験で利用されている振幅変調によるエネルギー吸収率と我々が提案する位相変調による吸収率の比較も行う．
  第144回エンレイソウの会　ポスター

• 第143回エンレイソウの会: 鹿野田 一司氏(東京大学大学院工学系研究科 )
  2010年10月5日(火曜日)16:30～18:00 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「しょっぱい砂糖とスピンの開放」
  
  二種類の分子が交互に積み重なってできるある種の分子性固体において、中性-イオン性転移という現象が見られる。分子間で電子が移動することによる電子エネルギーの損と静電エネルギー（マーデルングエネルギー）の利得が拮抗しているために、温度や圧力など結晶の環境を変えることにより、"中性状態"と"イオン性状態"が入れ替わる現象である。この２つのマクロな状態の入れ替わりが量子揺らぎとして現れ得ることが、堀内（産総研）十倉（東大）によって指摘された。私たちの研究室では、この現象を核四重極共鳴という実験手法によって捕らえることを試みた。この実験方法では、電荷の移動とその揺らぎを高い感度で調べることが出来る。その結果分かったことが、本題目の意味するところである。
  第143回エンレイソウの会　ポスター

• 第142回エンレイソウの会: 福本 康秀氏(九州大学大学院数理学研究院
  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 トポロジー理工学教育研究センター客員教授)
  2010年9月10日(金曜日) 16:30～18:00 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「渦度のトポロジーと楕円流の弱非線形安定性への応用」
  
  ひずみ流中で断面が楕円形にひずんだ渦流においては，縮退する2 個のケルヴィン波がパラメータ共鳴を起こして不安定化する．この線形不安定性は， ハミルトン力学系のKrein 理論の観点からは，正エネルギー・モードと負エネルギー・モードの固有値の衝突，あるいは，2 つのゼロエネルギー・ モードの固有値の衝突としてとらえることができる．
  波のエネルギーの計算には渦度のトポロジーを保つラグランジュ的記述の方がすぐれている．ラグランジュ変位を基本変数にとって，非粘性流体の定 常流の上に立つ波のハミルトン力学系的定式化を振幅について2 次まで行った．
  
  通常のオイラー的記述の枠組みではケルヴィン波自身の非線形相互作用によって誘導される平均流ですら求められない．ラグランジュ的記述によってケ ルヴィン波のエネルギーを計算する副産物としてこの平均流を求めることに成功し，これにより楕円渦流に加えられた撹乱の弱非線形振幅方程式の係数 をすべて決定した．結果として，従来のオイラー的記述の枠組みで得られた振幅方程式が不完全であることを明らかにした．
  第142回エンレイソウの会　ポスター

• 第141回エンレイソウの会: Prof. Dean Korosak (University of Maribor, Slovenia)
  2010年8月23日(月曜日) 16:30～18:00 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「Networking beta-cells: The role of cell-to-cell network topology in bursting oscillations patternss 」
  
  Network theory helped uncover the common scale-free structure of different cellular processes in living organisms that is robust against random errors but highly sensitive to targeted attacks on most connected nodes. However, apart from the neuronal and brain network models, few attempts have been made so far to consider the changes in structure and function of living tissues from the network perspective.
  In this talk we shall consider the use of spatial complex networks to quantify the functional role of endocrine pancreatic tissue architecture. We will introduce coupling between beta-cells based on the spatially embedded complex network cytoarchitecture model of an intact islet. Using a fitness network model approach complex networks were constructed by connecting the beta-cells based on their ability to communicate with other cells in the islet. Bursting patterns of the membrane potential of networked beta-cells were then computed in regular lattices with nearest neighbor interactions and in networks with complex topologies. We will show that long range communication between beta-cells emerging from the scale-free topology of the islet cytoarchitecture can have important consequences for the beta-cells bursting patterns.
  第141回エンレイソウの会　ポスター

• 第140回エンレイソウの会: 高橋　労太氏 (理化学研究所)
  2010年7月26日(月曜日) 16:30～18:00 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「Exploring physics and astrophysics of galactic center black hole by general relativistic
  hydrodynamic and ray-tracing simulations 」
  
  近い将来、電波干渉計による銀河中心ブラックホールの観測によりブラックホールが周囲にある磁気輻射プラズマを吸い込む様子が写真として撮られると考えられている。天体によっては動画も得られるだろう。このような観測はブラックホールに関連する宇宙物理に関する新たな研究手段を与えることになる。今回、一般定常時空中で使うことができる流体シミュレーション・コードと任意の時空中で計算できるray-tracingコードを用いて、銀河中心ブラックホールを題材に研究できる物理学と宇宙物理学・天文学に関する幾つかの計算を行った。
  時空に関する物理学としては、まず重力理論の検証が挙げられる。一般相対論以外の有力な重力理論としてチャーン・サイモン重力を含む量子重力理論がある。
  今回、この重力理論に注目し、流体降着シミュレーションを行その計算結果をもとに輻射輸送計算を行った。今回の計算は実際に電波干渉計で得られる観測量まで理論計算しているので、近い将来の干渉計データを用いた重力理論の検証の準備計算を行ったことになる。
  一方、銀河中心ブラックホールの形成史に関連する流体シミュレーション及びray-tracing計算も行った。
  我々の銀河中心Sgr A*は現在は比較的暗い天体であるのだが、昔はより高い活動性を示していたと考えられている。進化のある段階で近傍の超新星爆発による衝撃波がSgr A*を通過したというシナリオが考えられている。今回は、ブラックホール＋降着流という系を通過する衝撃波のシミュレーションを行い、高い活動性を示すブラックホールが低い活動性になる瞬間を調べて見た。講演では、これらの環境で中心から出て来るX線などの電磁波が今日どのように観測されうるのか等の銀河中心ブラックホール形成史の解明につながるような観測についても触れる。.
  第140回エンレイソウの会　ポスター

• 第139回エンレイソウの会: 梅津　敬一氏 (台湾中央研究院)
  2010年6月11日(金曜日) 15:00～16:20 理学部2号館2階11号室(2-2-11)
  「Galaxy Cluster Gravitational Lensing as a Cosmological Probe 」
  
  Clusters of galaxies, by virtue of their position at the high end of the cosmic mass power spectrum, play a direct and fundamental role in testing cosmological models and in constraining the properties of dark matter (DM), providing unique and independent tests of any viable cosmology and structure formation scenario.
  The ability of massive clusters, dominated by invisible DM (~80% in the mass), to significantly distort the images of background objects via gravitational lensing, and hence reveal their gravitational potentials and total mass profiles, can provide direct and unique constraints on the nature of the underlying matter distribution.
  In this talk, I will present our recent comprehensive weak and strong lensing work on massive clusters based on deep Subaru/Suprime-Cam and Hubble Space Telescope/Advanced Camera for Surveys observations, aiming for constraining the equilibrium DM mass profile shapes and mass concentrations as a function of the cluster mass. I will also introduce and discuss our recent results of the first weak lensing measurement of the cosmological distance-redshift relation behind three massive clusters of galaxies (Abell 370, ZwCL0024+1654, RXJ1347-11).
  Finally, I will discuss the prospects for the upcoming Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH), a 524-orbit HST multi-cycle treasury (MCT) program.
  第139回エンレイソウの会　ポスター

• 第138回エンレイソウの会: 長滝　重博氏 (京都大学基礎物理学研究所)
  2010年3月19日(月曜日) 16:30～18:00 理学部2号館2階11号室(2-2-11)
  「スーパーコンピューターで解き明かす高エネルギー天体現象」
  Numerical High-Energy Astrophysics
  
  宇宙では謎に満ちた様々な高エネルギー天体現象が観測されています。今回のコロキウムでは、スーパーコンピュータ─の発展により、数値シミュレーションによって高エネルギー天体現象の理解が大きく進んでいることを紹介したいと思います。高エネルギー天体現象の少なからずが非熱平衡にある系の現象である一方で、従来の数値シミュレーションでは熱平衡を仮定した計算が行われていることが少なくありませんでした。それ故、高エネルギー天体現象と数値シミュレーションは必ずしも相性の良いものではないと言えるかもしれません。しかしながら、私はスーパーコンピューターの発展を背景に、数値シミュレーションによって高エネルギー天体現象の理解が現在大変深まっていること、そして今後もその進展が期待されることを述べます。コロキウムでは、一般相対論的磁気流体コードの開発とガンマ線バーストジェット形成シミュレーション、ガンマ線バーストジェットからの熱的放射、超新星ジェットに於ける爆発的元素合成、ガンマ線バーストからの高エネルギーニュートリノ、最高エネルギー宇宙線、Be星-パルサー連星からの高エネルギー放射など、時間の許す限り数値シミュレーションによる高エネルギー天体物理学を紹介したいと思います。
  第138回エンレイソウの会　ポスター

• 第137回エンレイソウの会: 八木　健彦氏 (東京大学物性研究所　新物質科学研究部門）
  2009年12月4日(金曜日) 16:00～ 工学部アカデミックラウンジ3 B3-201(旧応物実験室隣)
  「超高圧実験技術の進歩と物質科学」
  
  ここ10数年間の超高圧実験技術の進歩にはめざましいものがある。今や単に物質が圧縮されてその体積が縮むだけでなく、構成原子の電子構造が変化し物性が大きく変わる、数百万気圧領域での実験もほぼルーチンに行うことが可能になってきた。これらの実験技術を用いて、さまざまな新物質が作り出されたり新たな現象が見出されている。また地球の深部を構成すると考えられている物質の研究でも、全く予想されなかった展開が見られている。本講演では、これら最近の超高圧実験技術の進歩を概観するとともに、それらを駆使して得られた物質科学、地球科学の最先端を紹介したい。
  第137回エンレイソウの会　ポスター

• 第136回エンレイソウの会: 畠中　憲之氏 (広島大学総合科学研究科)
  2009年11月9日(月曜日) 10:30～ 工学部A棟A1-17(物理工学系大会議室)
  「超伝導人工原子における動的カシミール効果」
  
  動的カシミール効果は、量子場の零点エネルギーに関する過渡的現象である。例えば、真空中で共振器の壁を急激に動かすと、真空から光子が生成されることが理論的に予想されている。しかし、共振器の壁を量子場の真空の定義が変わるほど高速に動かすことが難しいなどから、いまだに実験的検証はなされていない。講演では、超伝導量子回路中の磁束量子（仮想粒子）について概観し、磁束量子に対するポテンシャルを急激に変化させ、擬似的な動的カシミール効果を生じさせる方法を紹介する。
  第136回エンレイソウの会　ポスター

• 第135回エンレイソウの会: 永長　直人氏 (東京大学大学院工学研究科)
  2009年9月18日(金曜日) 14:45～16：15 工学部A棟A3-62(物理工学系会議室Ⅰ)
  「マルチフェロイックスの理論 －固体における相対論的効果」
  
  近年、磁性と強誘電性を同時に示す物質群－マルチフェロイックス－が数多く発見され、注目を集めている。この現象では、相体論的スピン軌道相互作用 が重要な働きをしており、それがスピンカレントや量子位相といった現代的テーマと深く関わっている。本セミナーでは、スピン配置による強誘電発現機構と、熱・量子揺らぎの効果、ダイナミックスなどについて最近の進展について述べる。
  第135回エンレイソウの会　ポスター

• 第134回エンレイソウの会: 瀬戸　治氏 (北海学園大学　工学部)
  2009年8月21日(金曜日) 16:00～17：30 ファカルティハウス「エンレイソウ」第一会議室
  「超対称暗黒物質：候補、検出、宇宙論」
  "Supersymmetric Dark Matter: Candidates, Detection, and Cosmology"
  
  LHC 前夜である。そこでの発見が期待されている超対称性は素粒子物理のみならず宇宙物理学的にも興味深い。何故なら、そこには、暗黒物質の有望な候補がいくつか含まれているためである。本講演では、超対称性の予言するものだけであるが、暗黒物質候補を鳥瞰する。四種の暗黒物質候補について、その性質、検出可能性、宇宙物理ないし宇宙論への示唆を紹介し、時間が許せば今後の展望も簡単にふれたい。
  第134回エンレイソウの会　ポスター

• 第133 エンレイソウの会: 長坂　徹也氏（東北大学大学院環境科学研究科）
  2009年8月7日(金） 13:00～14:30 工学部A棟　A1-17(物理工学系大会議室)
  「Material & Substance Flow Analysis (MFA, SFA)が示す物質循環の実態とクリアすべき問題点」
  
  物質フロー勘定体系としてMFA、SFAの研究が世界的に活発になっている。元素レベルにまで高度化されたフローは、バルク物質と随伴物のフローをそれぞれ違う角度から定量的に見せてくれる。また、各元素フローが世界的に複雑にリンクしている様子が示されつつあり、物質循環の実態と技術・社会システム的課題も明確にされつつある。本講ではMFA、SFA研究の例を挙げ、Industrial Ecologyの概念と現状について解説する
  第133回エンレイソウの会　ポスター

• 第132回 エンレイソウの会: 田中　貴浩氏（京都大学基礎物理学研究所）
  2009年7月29日(水） 17:00～18:30 理学部2号館2階11号室　
  「Non-linear evolution of denisty perturbation during inflation and non-Gaussianity in cosmic microwave background」
  
  近年、宇宙背景放射の観測の進展にともない、宇宙論的摂動論も新しい時代に入っている。線形摂動をこえた宇宙論的摂動論の議論はこれまで一部の研究者の間で議論されてはきたものの、中心的な課題とはならなかったが、現在では観測の進展に触発され、宇宙論の中心的課題となっている。本セミナーでは宇宙論的非線形摂動に関するいくつかのトピックを紹介する予定である。
  第132回エンレイソウの会　ポスター

• 第1回トポロジカル物理に関する国際ミニワークショップ
  （兼 第131回エンレイソウの会）
  世話人: 丹田　聡　（北大），主催：トポロジー理工学教育研究センター
  2009年6月8日(月） 15:00～18:00 ファカルティハウス「エンレイソウ」第一会議室
  プログラム：
  15:00- 金野　幸吉　（北大）
  　　　　「Chern-Simons 重力理論における回転するブラックホール」
  15:30- 延兼　啓純 （旭川医大）
  　　　　「カイラル超伝導体Sr2RuO4におけるマヨラナ粒子」
  16:00- Antti J. Niemi (Uppsala Univ.)
  　　　　「Gauge Theory Approach to Protein Folding」
  
  

• 第130回エンレイソウの会: 古賀　貴亮氏 (北海道大学　大学院情報科学研究科)
  2009年5月21日(木曜日) 16:00・18：00 工学部A棟1階　A1-17(物理工学系大会議室)
  「InAlAs/InGaAs/InAlAs量子井戸における弱局在／反局在とスピン干渉」
  "Weak localization/Antilocalization and spin interference in InAlAs/InGaAs/InAlAs quantum wells"

  我々がこれまでに取り組んできた、InAlAs/InGaAs/InAlAs量子井戸を使った弱局在／反局在測定[1]とスピン干渉実験[2]の結果を紹介します。その中で、特に、RashbaとDresselhausスピン軌道相互作用に注目します。Iordanskii-LyandaGeller-Pikusのモデル[3]で反局在効果を解析する際、スピン軌道相互作用に関するフィッティングパラメータは一つしかなく、上記の２つの効果は区別されずに平均値としてのスピン軌道相互作用が評価されます。一方、スピン干渉モデル[4]に基づいて、正方形や長方形のループを使ったスピン干渉実験の結果を詳細に検討すると、Rashba、Dresselhausパラメータ（それぞれ、α 、β と呼びます）を独立に調べることができます。具体的には、(001)In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子井戸上に長方形ループ配列を微細加工し、磁気抵抗に現れる、ループ構造を反映した量子振動（Al'tshuler-Aronov-Spivak振動）を注意深く解析することにより、k・p理論が予測するα 、β値は実験結果と矛盾の無いものだということがわかりました。更に、このような実験で、β値の符号（正負）を実験的に調べることに成功し、理論が符号を正しく予測していることを実験的に確認することが出来ました。
  

  References
  [1] T. Koga, J. Nitta, T. Akazaki, and H. Takayanagi, Phys. Rev. Lett. 89, 046801 (2002).
  [2] T. Koga, Y. Sekine, and J. Nitta, Phys. Rev. B 74, 041302(R) (2006).
  [3] S. V. Iordanskii, Yu. B. Lyanda-Geller, and G. E. Pikus, JETP Lett. 60, 206 (1994).
  [4] T. Koga, J. Nitta, and M. van Veenhuizen, Phys. Rev. B 70, 161302(R) (2004).
  

• 第129回 エンレイソウの会: 松永　悟明氏 (北海道大学 理学研究院）
  2009年4月27日(月） 16:00～18:00 ファカルティハウス「エンレイソウ」第一会議室
  『擬一次元有機導体の電子物性』
  "Electronic properties of quasi-one-dimensional organic conductors"
  
  擬一次元有機導体(TMTCF)2Xは、物理圧、化学圧、磁場印加等の容易に制御できる物理量を変えることにより電子系の次元性や電子相関の強さが変化する物質であり、超伝導、(磁場励起）スピン密度波、反強磁性、スピンパイエルス、電荷局在、電荷秩序等の様々な電子状態をとることが知られている。今回は、上記の電子相に関する最近の話題を紹介するとともに、アニオンの秩序化が擬一次元電子系に及ぼす影響について、磁気抵抗、ホール抵抗、磁気トルク等の実験を中心に紹介する。
  
  

• 第128回エンレイソウの会: 福島　孝治氏（東京大学　大学院総合文化研究科)
  2008年12月9日(火)　17:00～18:00　理学部2号館　２－２－１１
  『数独の統計力学的研究』
  "Sudoku in statistical physics"

  数独は日本の雑誌で有名になり，現在では世界的によく知られていてる単純な パズルである．解くべき問題は，9×9のマスの中の各行，各列にそれぞれ1か ら9までの数字を一つだけならべ，その中の3×3のブロックにも一つだけ数字 を入れる．これは典型的な制約充足問題であり，制約条件に適当なエネルギー 関数を導入することで，統計力学的には少し変わった格子構造上のポッツ模型 とみなすことができる．我々はこの問題の統計力学的性質をモンテカルロ法を 用いて調べた．例えば，一般のn×nマスに拡張し，全くヒントがない場合の数 独の解の個数を統計力学的に数え上げることができた．また，数独を解く難し さと熱力学的性質の関係について議論する．
  第128回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第127回エンレイソウの会: 尾松　孝茂氏（千葉大学　大学院融合科学研究科)
  2008年11月18日(火)　16:30～18:00　工学部3階A3-62(物理工学系会議室1)
  『位相共役光学を用いた高出力レーザーの開発とその応用』
  "High power phase conjugate lasers and their applications"

  近年、808nm、あるいは、980nm帯の高出力半導体レーザーを励起光として 用いることができる半導体レーザー励起固体ピコ秒レーザーが注目を集めている。 これら半導体レーザー励起固体レーザーは、パルス幅こそピコ秒からサブピコ秒と チタンサファイアレーザーには及ばないものの電力－光変換効率(>10%)は圧倒的に高い。 産業用加工のほとんどの場面ではピコ秒パルスでも十分な加工性能が得られるため、 高出力で高品位な半導体レーザー励起ピコ秒パルス固体レーザーが実用になれば、 超短パルスレーザーのフォトンコストを低減できる。 一般に、半導体レーザー励起固体レーザーでは、励起光である半導体レーザー光子と レーザー光子のエネルギー量子欠損、無輻射緩和、アップコンバージョン遷移などの さまざまな要因から熱が発生する。このような発熱は熱レンズなどの熱光学効果を誘起し、 ひいては、レーザー光の空間モード劣化、レーザー出力低下、偏光度の低下を引き起こす。 　Zel'dovichらによって、位相共役波発生が発見されて35年の年月を数える。 これまでに、位相共役波の位相補償性を利用することで固体レーザーにおける熱光学効果を 補償した数多くのレーザーが提案されてきたが、いずれもCWかもしくはナノ秒パルスレーザー であり、超短パルス高出力レーザーに応用した研究はなかった。 本講演では、フォトリフラクティブ位相共役鏡と1000倍を越えるレーザー利得を示す 側面励起イットリウムバナデート増幅器を用いて開発した高平均出力高品質ピコ秒パルス位相 共役レーザーシステムについて詳述する。
  第127回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第126回エンレイソウの会: 早崎 公威氏（京都大学基礎物理学研究所）
  2008年9月18日(木)　16:00～17:30　工学部3階A3-62(物理工学系会議室1)
  『バイナリーブラックホール天文学』
  "Binary Black Hole Astronomy"

  かつて理論上の産物であったブラックホール(BH)は、今日では実在する天体であることが広く認知されている。これまで、単一のBHについての活発な研究の結果、BHは宇宙における様々な活動現象の黒幕として重要な役割を果たしていることが分かって来た。
  一方で、お互いの重力によって束縛された二つのBH(バイナリーBH)の存在が指摘されはじめているものの、その確証が得られておらず大きな問題となっている。
  そこで今回は、銀河の中心に存在すると考えられている太陽の百万倍から十億倍の質量を持つ巨大BHに着目し、巨大バイナリーBHの検出問題やそれにまつわる宇宙物理学上の未解決問題に対する一石二鳥な解決策を掲示する。
  また、我々の理論をベースにした、来年5月に打ち上げ予定の全天X線モニター衛星(MAXI)による、巨大バイナリーBH観測計画についても簡単に紹介したい。
  第126回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第125回エンレイソウの会: 渡邊 功雄氏（理化学研究所仁科加速研究センター）
  2008年9月9日(火)　16:00～18:00　工学部3階A3-62(物理工学系会議室1)
  『高精度μＳＲ測定で見るＬａ系酸化物高温超伝導体の常伝導状態』

  酸化物高温超伝導体の超伝導機構解明に関する研究のゴールは未だ遠い。高温超伝導発見当初に合成されたＬａ系酸化物は、基本的な構造を有するものとして数多くのデータが蓄積されてきたが、２０年がたった今日においてもその組成を変化させることなく最先端研究の対象である。近年のトピックスのひとつは、その常伝導状態の理解である。常伝導状態における研究はこれまで散発的におこなわれており、「何か異常な状態が存在している」という認識はあった。それは、スピンギャップであったり、動的ストライプ状態であったり超伝導の揺らぎであるというデータが示されているが、明確な統一見解は得られていない。しかしながら、高温超伝導ギャップ機構解明へのキーとなる、スピンギャップに起因する自発ループ電流の存在が指摘されて以来、そのループ電流の検出とこれまでの常伝導状態におけるデータの整合性を取る動きが急展開している。我々のグループは理研ＲＡＬミュオン施設を管理・運営し、酸化物高温超伝導体の発見以来、パルス状ミュオンを用いた研究を継続している。ミュオンは極めて磁場に敏感（水素の３倍以上）でありこの常伝導状態における電子状態の研究には極めて有効な微視測定ツールである。本講演においては、これまでにない高精度μＳＲ測定法からＬａ系酸化物高温超伝導体の常伝導状態において何を見ることができたかを議論したい。ミュオンビームを照射するだけの単純な測定から、どのような情報を得ることができるのか？！またその限界と可能性は？！どの結果をサポートし、どの解釈にたいして限界を与えることができるのか！！世界最高精度のμＳＲの結果から得られる、他の測定手法では得られないユニークな結果に関して報告をおこなう予定である。
  第125回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第124回エンレイソウの会: 佐藤　昌利氏 (東京大学　物性研究所 ）
  2008年9月2日(火)　16:00～17:30　工学部1階　A1-14(第二会議室)
  『スピン３重項超伝導のトポロジカルな性質と正常相におけるフェルミ面のトポロジー』　
  “Topological properties of spin-triplet superconductors and Fermi surface topologyin the nornalstates ”

  整数量子ホール状態では、バルクで定義されるトポロジカル数とエッジに作られるギャップレスモードの間に密接な関係がある。本講演では、整数量子ホール状態と超伝導状態のアナロジーを基にして、ゼロエネルギーアンドレーフ束縛状態をギャップレスエッジ状態の一種としてそのトポロジカルな性質を議論する。トポロジカル数をつかい、アンドレーフ束縛状態の存在条件を導いたのち、常伝導状態のフェルミ面のトポロジーとゼロエネルギーアンドレーフ束縛状態の関係を議論する[1]。
  [1] Masatoshi Sato arXiv:0806.0426
  第124回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第123回エンレイソウの会: 陳　智泓氏(東京大学物性研究所）
  2008年7月22日(火)　16:00～17:30　工学部3階A3-62(物理工学系会議室1)
  『Topological phase transition and spin anisotropy in the 2D frustrated spin systems』

  Recently, searching for the spin liquid has made great progress due to the discovery of several candidates. Among them, NiGa₂S₄ and ZnCu₃(OH)₆Cl₂ are the mostpromising candidates because of low spin, low dimensionality and the perfect crystal structure. Current theoretical attempts from the microscopic point of view have met difficulties from either technical problem in computation or complicate microscopic details. In this talk, we will introduce the phenomenological approach to understand these two materials qualitatively. We will showthat ZnCu₃(OH)₆Cl₂ has large spin anisotropy albeitit is a spin-1/2 system. The spin anisotropy was later confirmed experimentally. In NiGa₂S₄, we will show that the spin-freezing transition is likely to be the Kosterlitz-Thoulesstransition.
  第123回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第122回エンレイソウの会: Prof. Jan Aarts(KamerlinghOnnesLaboratory, University Leiden, the Netherlands）
  2008年3月21日(金)　15:00～16:00　工学部3階　A3-62(物理工学系会議室1)
  『Spin switching and spin pumping in S/F heterostructures』　

  　In the first part of the talk, the scenery of the physics of superconductor/ ferromagnethybrids will be reviewed, with highlights such as Tc-oscillations, π-junctions, and the recent advent of the phenomenon of odd frequency pairing, in particular for the case of halfmetallicferromagnets. In the second part, the focus will shift to weak ferromagnets, where variations in the magnetization direction also should lead to the occurrence of spin triplets. This might be experimentally realizable in F/S/F structures when the magnetization directions of the F layer are non collinear. However, even in this so?called spin switch geometry, the experimental situation is not fully clear. Early experiments using combinations of Nband CuNishow a Tcdifference between the parallel (P) and antiparallel(AP) magnetization states, but much smaller than theoretically expected. More recently, we found that domain states can lead to Tcenhancements of similar magnitude, as will be discussed. In the final part of the talk it is shown that transport measurements are not the only way to study phenomena in S/F hybrids, as will be demonstrated on recent ferromagnetic resonance experiments on Niobium / Permalloybilayers.
  第122回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第121回エンレイソウの会: 得能　光行氏（東京工業大学理工学研究科 ）
  2008年1月29日(火)　16:00～17:30　工学部3階　A3-62(物理工学系会議室1)
  『１次元ボース凝縮体中の密度パケットの輸送現象：ＹジャンクションにおけるAndreev反射とリング型干渉計でのAharonov-Bohm効果の不在』　

  ボース・アインシュタイン凝縮に関する研究の課題のひとつに、凝縮体の形状や運 動を人工的に制御することが挙げられる。この取り組みは、原子チップとよばれる微 細加工された基板上の電流回路により作られる磁場ポテンシャルを用いる事により実 現され、現在この原子チップによる凝縮体の制御が盛んに研究されている。特に、Y 字型の磁場ポテンシャルは凝縮体を分岐させるための重要な役割を担っている。現 在では、原子チップによりＹ字型の磁場ポテンシャルをつくり、かつ凝縮体をＹ字型ポ テンシャル中にトラップすることが実験的に実現している。[1] 我々はこの実験の進展を背景とし、Y字型のボース凝縮体上の密度パケットの輸送 現象について議論した。Ｙ字にトラップされたボース系を理論的に取り扱うために、３　 つの1次元系が境界条件によって接合しているジャンクション系（Yジャンクション）とし て理想化し、Tomonaga-Luttinger(TL) 液体理論の枠組みで密度パケットの時間発展 を解析的に計算した。[2]その結果、低エネルギー領域におけるジャンクションでのパ ケットの散乱に Andreev反射に類似した負のパケットの反射が見られることが分かっ た。　さらに我々はＹ字型ボース凝縮体の議論をリング型干渉計の場合に拡張し、リン グ内にボソンと結合する仮想的な磁束を導入したときにパケットがどのように振舞うか についても議論した。この系は電子系でよく知られるAharonov-Bohm(AB)リングと同 じものである。パケットを単一の粒子と見なして1粒子の議論を適用するならば、AB効 果によりパケットに干渉効果が現れることが期待される。しかし、TL液体の枠組みか らは、低エネルギー領域では磁束が全くパケットの運動に影響せずAB効果が現れな いことが分かった。
  講演では、本研究の核となる1次元ボース系におけるTL液体理論についても簡単に 紹介する。
  [1] D. Cassettari et al., Phys. Rev. Lett. 85, 5483 (2000).
  [2] A. Tokuno et al., arXiv:cond-mat/0703610.
  第121回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第120回エンレイソウの会: Prof. Alexander M. Gabovich (Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine )
  2007年11月29日(木)　11:00～12:30　工学部3階　A3-62(物理工学系会議室1)
  『Pseudogap-Like Features in Tunneling Spectra of High-Tc Cuprates as a Manifestation of Charge Density Waves』 　

  Temperature, T, variations of the tunnel conductance G(V) were calculated for junctions between a normal metal and a spatially inhomogeneous superconductor with a dielectric gap on the nested sections of the Fermi surface or between two such superconductors. The dielectric gapping was considered to be a consequence of the charge density wave (CDW) appearance. Spatial averaging was carried out over random domains with varying parameters of the CDW superconductor (CDWS). The calculated tunnel spectra demonstrate a smooth transformation from asymmetric patterns with a pronounced dip-hump structure (DHS) at low T into those with a pseudogap depletion of the electron densities of states at higher T in the vicinity or above the actual critical temperatures of the superconducting transition for any of the CDWS domains. Thus, it is demonstrated that both DHS and the pseudogapping are manifestations of the same phenomenon. A possible CDW-induced asymmetry of the background contribution to G(V) is also touched upon. The results explain the peculiar features of G(V) for Bi2Sr2CaCu2O8+δ and other related high-Tc cuprates.
  第120回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第119回エンレイソウの会: 　高野　義彦　氏（物質材料研究機構 ）
  2007年11月19日(月)　16:00～17:30　工学部3階　A3-62(物理工学系会議室1)
  『ホウ素ドープダイヤモンドの超伝導 』
  “Superconductivity in B-doped Diamond”　

  ホウ素ドープダイヤモンド超伝導体は、高周波プラズマCVD法で合成した。CVD法は、大型のホモエピタキシャル薄膜を得ることができること、ホウ素濃度を幅広い範囲で再現性良くコントロールできることなど、多くのメリットがある。ホウ素濃度が金属-絶縁体転移であるB=3e20cm-3を越えると超伝導が現れ、(111)薄膜では、Tc onset=11.4K、Tc zero=8.4Kが得られた（図１）。一方、(100)薄膜の超伝導は、ホウ素濃度が等しくても著しく抑制されている [1-3]。格子定数は、(111)薄膜は基板に垂直の方向にのみ伸張し、(100)薄膜は等法的に伸張した[3]。これらの違いは、ドーパントであるホウ素の入り方の違いと深く関係があると思われ、結果として、超伝導特性に大きな変化をもたらしている。半導体に起こる珍しい超伝導であるダイヤモンドについて、その電子状態を、ARPES（図２）[4]、XASやIXS、NMR等で評価した。講演では、これらの結果にもとづき、金属-絶縁体転移および超伝導の発現メカニズムについて議論したいと思う。
  (図、参考文献はポスターをご覧下さい）
  第119回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第118回エンレイソウの会: 　森田　善久　氏（龍谷大学理工学部 ）
  2007年11月7日(水)　16:30～18:00　工学部3階　A3-62(物理工学系会議室1)
  『ある１次元Ginzburg-Landau方程式の大域的分岐構造について 』
  “Global bifurcation structure of a 1-D Ginzburg-Landau equation ” 　

  散逸的な性質を持つ様々な臨界現象において，不安定モードの発展法則を記述する複素Ginzburg-Landau方程式にしばしば出会う．この方程式は，それらの現象に共通したある数理的構造の側面を表現する普遍性をもった方程式として知られている．変数は複素数値をとるが，その簡単な形にもかかわらず，その解の構造は豊かである．この講演では，実係数で周期境界条件の問題に絞り，解の大域的分岐構造についての最近の講演者達による成果を紹介したい．解が零点を持たない場合，解の複素平面の像にトポロジー的な量である巻数が定義できる．この巻数が解の分岐構造とどう関わっているかを解説する．また，ある外力に相当するパラメータを加えた場合に，分岐構造がどのように変化するかも示す．この方程式は，細い閉じたループ状の超伝導体に外部磁場を加えた場合のモデルにもなっているので，分岐構造と物理的な現象との対応についても説明したい．
  第118回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第117回エンレイソウの会: 　桂川　眞幸　氏 （電気通信大学電気通信学部）
  2007年11月2日(金)　15:00～16:30　工学部3階　A3-62(物理工学系会議室1)
  『量子コヒーレンスの断熱生成とその超短パルス光発生・制御への応用』　
  　“Adiabatic manipulation of quantum coherence and its application to ultrashortpulse generation”　

  1989年にS. E. Harrisによって提唱された「反転分布の無いレーザー」の概念に端を発して、“Electromagnetically Induced Transparency”に代表されるように、量子干渉効果を光学過程に組み込むことによる新しい可能性が盛んに議論されてきた。捉え方の違いはあるが、基本的な物理はすでに見出されていた暗状態（Dark State）と等価といえる。最大の進展は、その概念の非線形光学過程への応用であろう。その後、電磁場のパルス伝搬も含めた議論に発展し、「伝搬する電磁場と媒質の強く結合した自己無撞着な状態」が様々見出された。近年話題になった「遅い光」、「光凍結」等の研究もその延長上の成果として位置付けられる。「伝搬する電磁場と媒質の強く結合した系」に関する一連の研究は、ラマン型の“近共鳴三準位系”を基本スキームに据え、“光と物質の相互作用を断熱的に操作する”ことを議論の骨子としている。他方、同等の概念を“遠共鳴三準位系”に拡張することも可能である。その場合には、選択する光と媒質に広い自由度が生まれ、より現実的な応用への道が開けてくる。本講演では、この遠共鳴三準位系におけるラマン過程の断熱操作とその非線形光学過程への応用について解説する。はじめに、ラマンコヒーレンスの断熱生成について述べる。次に、その結果生成される最大コヒーレンスと、それが組み込まれた非線形光学過程にどのような可能性が開かれるかについて説明する。また、具体例として、広帯域にわたるラマンサイドバンド光の高効率同軸発生や、それらをフーリエ合成することによるユニークな高繰り返し超短パルス光の生成の研究を紹介する。
  第117回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第116回エンレイソウの会: 　仙場　浩一氏　(NTT物性科学基礎研究所)
  2007年10月5日(水)　14:45～16:15　理学部2号館2-2-11
  『超伝導量子ビットを用いたcavity-QED』　
  “cavity-QED experiments with superconducting qubits”

  物質と光の基本的な相互作用を光子１個のレベルで取り扱う共振器量子電磁力学いわゆるcavity-QED は、従来Q値が大きい単一モード空洞共振器中の光子と二準位原子を使って研究されてきました。この原子を超伝導量子ビットに、空洞共振器中の光子を超伝導回路中のマイクロ波光子に各々置き換えて同様な実験が可能だと理論的には予想されていました。
  それが近年、実験的に次々と実証されています。例えば、NTT物性研で得られた実験結果は、超伝導量子ビットとマイクロ波光子系の相互作用が、従来知られていた原子とマイクロ波光子の相互作用に比べると数千倍も強くcavity-QED実験に不可欠ないわゆる強結合条件を比較的容易に実現できるとても魅力的な系である事を示しています。このような、チップ上の超伝導回路を用いた共振器量子電磁力学実験(circuit-QED)、超伝導量子ビットを含むジョセフソン量子回路の位相緩和やエネルギー緩和現象、そしてパラメトリック制御等を中心に、量子計算への発展応用にも言及しながら最近の研究をご紹介します。
  第116回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第115回エンレイソウの会: 　Prof.Helmut R. Brand (Dept. of Physics, University of Bayreuth）
  2007年9月12日(水)　13:00～14:00　理学部2号館2-4-02
  "Polymer rheologyand nonlinear transient elasticity"

  We analyze our previously derived general macroscopic equations incorporating transient elasticity by assuming incompressibility as well as linear response for the dissipation. We take into account terms up to quarticorder in the elasticity (3 independent coefficients) and have in addition only two dissipative constants: the shear viscosity and the relaxation time of transient elasticity. This simple model can account for many experimentally observed rheologicaleffects qualitatively and sometimes even quantitatively. Flow phenomena discussed include the Weissenbergeffect, overshoot, relaxation spectra and elongationalflows.
  第115回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第114回エンレイソウの会:Dr.　Marc de Boissieu (SIMAP INP-Grenoble CNRS, France ）
  　2007年7月25日(水) 16:30-18:00　工学部1階　A1-17（物理工学系大会議室)
  "Lattice dynamics of quasicrystals and approximant"

  Quasicrystals, discovered almost 25 years ago, are a new paradigm for long range ordered materials. Their diffraction pattern presents Bragg peaks, a signature of long range order, but with a 5-fold icosahedral symmetry incompatible with translation, so that the question “where are the atoms?” has been puzzling scientists for many years. The recent discovery of the binary icosahedral CdYb quasicrystal has been a breakthrough allowing answering this question. In this seminar we will address the question of the physical properties, and in particular lattice dynamics of quasicrystal. After an introduction on lattice dynamics and inelastic neutron scattering experiment we will present experimental results obtained on the quasicrystal and its 1/1 approximant. This allows to study the respective influence of the local order (clusters) and of the long range periodic or quasiperiodic long range order. We will show that significant differences are observed. These results will be compared to atomistic simulations using adapted pair potentials.
  第114回エンレイソウの会　ポスター
  

• 第113回エンレイソウの会:坪田　誠 (大阪市立大学理学研究科)
  　2007年6月22日(金) 12:00-13:30　ファカルティーハウス「エンレイソウ」第一会議室
  「量子乱流 - もうひとつのダ・ヴィンチ・コード-」 “Quantum Turbulence - Another Da Vinci Code - ”

  約500年前のルネッサンス期，レオナルド・ダ・ヴィンチは流れと乱流に関する重要なメッセージ「乱流は単なる乱れた状態ではなく，渦から成る構造をもつ」を残しました。それ以降乱流については基礎科学から応用科学に至るまで膨大な研究が行われてきました。しかし乱流は非常に複雑で，強い非線形を持つ非平衡の動的現象であり，ファインマンの「乱流は古典物理学の最終問題である」という言葉を借りるまでもなく，十分な解明がなされたとは言えません。上記の「もうひとつのダ・ヴィンチ・コード」が乱流を解く鍵を与えているかも知れませんが，通常の流体では渦は安定ではなく，その同定すら容易ではありません。ところが近年，「もうひとつのダ・ヴィンチ・コード」は，量子渦から成る量子乱流の中にこそ具現化していることがわかってきました。超流動ヘリウム，中性原子気体ボース・アインシュタイン凝縮系を対象に，最新の量子流体力学研究についてお話します。
  第113回エンレイソウの会　ポスター
  発表スライドのスライドショーとダウンロード(pdf)

• 第112回エンレイソウの会:長谷川　祐司 (ウィーン工科大学)
  　2007年5月29日(火) 16:30-18:00　工学部一階A1-17（物理工学系大会議室)　注：３０日から変更になりました。
  「中性子光学実験による量子力学の探求：幾何学的位相」
  “Investigations of quantum mechanical phenomena by neutron optical experiments: geometric phases”

  中性子光学実験のもっとも有力な実験手段である中性子干渉計は1970年代にウィーンで開発されました。この干渉計は、はじめ、スピノルの４π 対称性や重力ポテンシャルによる位相シフトの実験に用いられました。そ の後、中性子スピンのラーモア歳差運動をアップ・ダウンの固有スピン状 態間の干渉と解釈することにより、中性子ポラリメータも量子力学の干渉 効果、例えば、アハラノフ・ボーム(AB)効果の研究に利用されるようになり ました。今回のセミナーでは干渉計とポラリメータを用いた中性子光学実 験を紹介します。特に、最近では量子コンピュータから固体物理の分野ま でその応用範囲が広がっている、幾何学的位相の研究に焦点を当てて話 をしたいと思います。例えば、
  (1)スピンに関与しない２重スリット系での幾何学的位相、
  (2)非対角要素による幾何学的位相の測定実験、
  (3)混合状態での幾何学的位相に関する実験
  (4)幾何学的位相に摂動に対する安定性関する実験
  等を紹介します。
  第112回エンレイソウの会　ポスター

• 2007年3月14日:能川　知昭 (北海道大学工学研究科)
  「リング結晶中の電荷密度波秩序」

  NbSe3などの擬一次元金属の閉じたループ構造（リング、メビウス輪、 ８の字など）を持つ単結晶が北大工・丹田グループによって合成され、結 晶トポロジーのもたらす新しい物性や応用が期待されている。NbSe3リン グ結晶は従来の髭状結晶と同様に、電荷密度波転移を起こすことが確かめ られているが、パルスレーザーによる緩和ダイナミクスの観測からは転移 点近傍のふるまいが髭状結晶のものと大きく違っていることが示された。 我々はこのリング結晶に固有な性質を理解するため、現象論的なモデルを 解析についてお話しする。

  この系では基底状態においても位相転位が存在するが、それらは格子を形 成する。高温無秩序相への相転移を非平衡緩和ダイナミクスのモンテカル ロシミュレーションから調べた結果、転移は2次で、低温相では2次元面内 で位相コヒーレンスを持つことがわかった。この転移は横磁場を印加した 高温超伝導体で見られるジョセフソン磁束格子の融解と深い関係があるが、 縦磁場の場合の1次転移、1次元位相コヒーレンスとは大きく異なっている。 この差は結合強度の異方性の違いに起因している。

• 2007年2月16日:時弘　哲治(東京大学大学院数理科学研究科)
  「超離散系の最近の話題」

  ライフゲームに代表されるセルオートマトン（CA）は、有限個の状態 のみをとるセルから構成される系であり、離散的な時間ステップで時間発 展する離散力学系である。単純な規則によって複雑な時間発展パターンを 発現し、数値的な取り扱いも簡単であるため、化学反応、パターン形成な どの自然現象や、交通渋滞、避難経路などの社会現象のモデルとして盛ん に研究されている。しかしながら、その完全に離散的な性質のため、現象 を特徴づける数理構造を抽象することはかなり難しい。近年、偏微分方程 式など連続的な方程式から「超離散化」と呼ばれる手法でCAを構成し、元 の連続系の性質（保存量や初期値問題の厳密解）を用いてCAを解析する研 究が進んできた。

  本講演では、主に「箱玉系」と呼ばれるCAについて、「超離散化」の考え 方や「結晶化」と呼ばれる格子模型からCAを構成する手法についてお話し たい。箱玉系は有限個の玉が一定の規則で箱の中を動く単純な離散力学系 であるが、ソリトン的な性質や組合せ論的な性質を持ち、数論の未解決問題 （リーマン予想）と直接関係するなど、色々と興味深い性質を持っている。 また、超離散化の応用として、フラクタル構造を持つ解を生成する偏微分 方程式やBZ反応への応用などについてもお話したい。

• 2007年1月31日:Prof. Ulrich T. Schwarz (Kyoto University and Regensburg University)
  「Polarization singularities from unfolding an optical vortex through a birefringent crystal」

  Optical vortices (nodal lines and phase singularities, defined through their topologic charge) are the generic singularities of scalar optics but are unstable in vector optics. We investigate experimentally and theoretically the unfolding of uniformly polarized optical vortex beams on propagation through a birefringent crystal and characterize the output field in terms of polarization singularities (C lines and points of circular dimensions, where the third is abstract, representing an optical path length propagated through the crystal. We find that the complicated network of polarization singularities ? lines of circular polarization (C lines) and surfaces of linear polarization (L surfaces) ? can be understood naturally in terms of the zeros of the Stokes parameters. Many phenomena of singular optics,such as topological charge conservation and singularity reconnections, occur naturally in the description.

• 2007年1月12日:堂寺　知成 (京都大学大学院工学研究科)
  「高分子がつくるアルキメデスタイリングと準結晶」

  ABC星型ブロック共重合体のミクロ相分離という高分子の自己組織化現象 によって，テキスタイルと見まがうばかりの２次元タイル３色塗り分け紋 様ができることが明らかになってきた．これらの紋様はケプラーも研究し たアルキメデスタイリングとして分類できる．最近，分子周りの環境の複 雑なアルキメデスタイリング (3.3.4.3.4)構造を発見したが，これは複雑 な合金相として知られるFrank-Kasper相（σ相）と類似な構造で，1985年 に発見された12回対称準結晶の近似結晶になっている．そういったわけで、 合金系の百倍の長さスケールを持つメゾスコピック準結晶発見も目前で、 これら高分子科学の最前線を紹介する。分子をデザインして、メソスケー ルの結晶（または準結晶）を構築する夢が開花しつつあり，自己組織化フォ トニック結晶のバンド計算も紹介する。(日本物理学会誌　61(2006) 8月 号, pp.598-602)

• 2006年12月14日:太田　隆夫 (京都大学大学院理学研究科)
  「ミクロ相分離構造の転移キネテックス」

  高分子共重合体や水・界面活性剤混合系では数十ナノメートルの 熱平衡周期構造が形成される。温度や組成比に応じて、典型的には ラメラ構造、シリンダーヘキサゴナル構造、球BCC構造、そして、 ジャイロイド構造が現れる。これらメソスコピック構造の形成機構を 解明することは、新しい材料開発や、ナノテクノロジーにおける構造制 御、生体膜の構造と機能などと密接に関係する重要性をもっている。純 学問的には、柔らかい物質での構造形成、特にそのダイナミクスについ ては理論的に未開拓であり、体系的理論の構築が必要である。

  講演では高分子共重合体のミクロ相分離構造の形成と構造間転移に対する 最近の理論的実験的進展についてお話する。

• 2006年12月5日:遠山　貴己　(京都大学基礎物理学研究所)
  「高温超伝導体における電子-ホール非対称性：モット絶縁体からのアプローチ」

  高温超伝導体にはホールドープ系と電子ドープ系がある．どちらもd波超伝導体だが， その舞台となる電子状態はキャリアの違いによって顕著な非対称性を示す． 高温超超伝導体をt-J模型と呼ばれる単一バンド模型で表した場合，第 二，第三近接格子点への電子のホッピング項(t', t'')を取り入れなけ ればいけないこと，そしてその模型を用いると，モット絶縁体近傍の電 子状態に見られる電子-ホール非対称性が，特にt'という一つの変数で 理解できることを紹介する

• 2006年11月30日:増田　直紀 (東京大学大学院情報理工学研究科)
  「複雑ネットワーク―イントロダクション、およびネットワーク上の自己組織化現象」

  実世界の大規模グラフは、従来から仮定されてきたような平均場近似 （完全グラフ)、規則的な格子、ランダム・グラフとは非常に異なる。実 ネットワークの大半は、スモールワールド性、スケールフリー性などに よって特徴づけられる。これらの特性を持つネットワーク・モデルが提 案された1998～1999年以来、ネットワークの研究が理論・実践の両面に ついて盛んである。本発表の前半では、この分野を基礎から近年の研究 動向まで概観する。

  後半では、一般の次数分布を持つネットワーク、すなわち、各頂点の 持つ枝の数（次数)が任意の分布に従って非一様でありうる場合の、自 己組織的臨界現象の解析について紹介する。自己組織化の臨界指数は 3/2であり、ネットワークを考えない平均場の場合と一致する。しかし ながら、重要な詳細について、平均場近似や古典的なグラフとネット ワークを考慮する場合とは大きく異なる。

• 2006年11月16日:谷口　年史(大阪大学大学院理学研究科)
  「スピングラスのカイラリティ起源異常ホール効果」

  磁性体の秩序相は、スピン配列のパターンで特徴づけられる。強磁性体（磁石） はすべてのスピンが平行にそろった状態、反強磁性体は隣り合うスピンが反平行 にそろった状態である。これらのパターンを特徴づける物理量は、秩序変数と呼 ばれる。最近、カイラリティと呼ばれる、三つのスピンの立体構造が右手系か左 手系かを表す量が、物性物理の様々な分野で注目されている。はたしてカイラリ ティを秩序変数とする磁性相があるのだろうか？存在したとして、カイラリティ の物理量への寄与を観測できるのであろうか？

  本講演では、代表的なランダム磁性体である金属スピングラスで指摘されたカイ ラリティ直接観測の可能性を紹介し、異常ホール効果測定から明らかになりつつ ある、金属スピングラスでのカイラリティの役割について議論する。

• 2006年11月8日:宮下　忠(独立コンサルタント・Principal,TM Pnotonics Advisors)
  「研究開発から経済価値を生み出す方法―光デバイス技術の米国における商用化体験を基にー」

  研究開発の成果を商業化することにより経済価値を具体的に創り出す ことについて、自己の体験をもとに論じる。 NTT研究所にて開発に従事した光通信用の新しい光集積回路（PLC） 技術に基ずく新製品の創出、およびその応用開拓を、米国に ヴェンチャー会社を設立して進めた。その結果、現在PLC製品は 広帯域光通信システムの基幹部品として世界的に普及し、ひとつの 産業領域を形成するにいたっている。また、この事業を成したヴェン チャー会社は、出資した親会社に２００倍以上の投資リターンをもたらし た。研究開発を成功裏に商業化するためにはさまざまな条件と努力が必要 とされる。これらをヒト,モノ,カネの問題としてのべる。

  この（商業化）行為に向くヒト、向かないヒト、また、良い方策と悪い 方策などについて具体的に論じる。

  研究開発者が本行為を行うモチベーション、そこで必要とされる思考・ 行動様式の転換、さらに面白さの感得などについて、商業化の成功因子を さぐりながら、おもに担当従事者の立場に立つ議論を心がける。

• 2006年10月26日:水島　健(岡山大学大学院自然科学研究科)
  「中性フェルミ原子気体における Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov状態の実現可能性」

  二つの内部状態を持つフェルミ原子気体を想定し、その粒子分布が非対称、 即ち、フェルミ面の大きさが異なる状況下における安定な超流動状態についての 研究を Bogoliubov-de Gennes 理論に基づき行った。従来の研究対象である一様 磁場下の超伝導体やカラー超伝導体等に加えて、近年の実験的なブレイクスルー によって新たに中性原子系における超流動研究の舞台が整いつつある。 特に、この系は粒子分布の非対称性や原子間相互作用等を高い精度で自在に制御可能 であるという特徴を持つため、弱結合から強結合状態までの広大な領域を包括的 に扱うことが可能である。

  近年の実験及び理論の進展を踏まえつつ、対ポテンシャルが空間振動する Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov 状態やその他のエキゾチックな超流動状態 の実現可能性について紹介する。

• 2006年10月24日:倉辻　比呂志(立命館大学理工学部)
  「ストークス変数のハミルトン力学理論」

  異方性媒質中の波動伝搬を記述するMaxwell- Helmholtz 方程式に対して para-axial 近似を適用すると、形式的に ２成分 波動のSchrodinger 方 程式の形に書ける。このことに注目して量子変分原理を用いることにより、 ストークス変数に対するハミルトン力学形式が定式化できることを論じ、 非線形カー媒質を含む典型的な異方性媒質の場合へ応用が可能であること を示す。

• 2006年10月18日:今井　正幸(お茶の水女子大学　理学部)
  「多成分リポソームの形態形成ダイナミクス」

  脂質２分子層が球状の形態をもつベシクルはリポソームとも呼ばれ、 生体膜の基礎的な構造・物性を調べるモデル系としていろいろな角度から研究が なされてきている。生体膜では様々な種類の脂質・蛋白質が膜内で共存しており、 ベースとしての脂質の不均一構造（相分離）が生体膜の機能発現に重要な役割を 果たしている事が知られている。

  ここでは、多成分リポソームの相分離ダイナミクス中性子散乱共焦点レーザー 顕微鏡観察により明らかにした上で、膜内相分離が膜の弾性的な性質と結合する 事によってみせる様々な興味深い現象を実験的に示し、その背後にある物理をソ フトマター的なアプローチにより説明する。　最後に非平衡条件下で示す形態転 移と相分離が結合する事による新しい構造形成についても言及する。

• 第99回エンレイソウの会：2006年10月6日：Prof.Zhao Zhongxian (中国科学院)
  「Intrinsic Superconducting Phases in Underdoped La2-xSrxCuO4 single crystals」

  According to the study of a series of La2-xSrxCuO4 single crystals we find that there exist intrinsic electronic superconducting phases of TC = 15 K and 30 K, which correspond to the magic doping levels at x ~ 1/16 and ~1/9, respectively. By applying magnetic field as a tuning parameter, the two intrinsic TC’s are found to be nearly‘robust’ under fields up to 5 Tesla, while others away from them gradually converge on either 15 K or 30 K with increasing field, showing a‘regrouping’ phenomenon under magnetic field. Concomitantly, similar regrouping behavior is also observed on the field dependence of diamagnetic signals. Our results indicated that there exist distinctly intrinsic superconducting phases with TC’s of either 15 K or 30 K in the underdoped regime of La2-xSrxCuO4 system. A composite charge model has been proposed, which consists of the two-dimensional charge ordering and a few free carriers. Related experimental results from literature and further work are also reviewed and discussed.

• 第98回エンレイソウの会：2006年9月27日：羽部　朝男(北海道大学理学研究院　物理学部門)
  「宇宙論的な数値シミュレーションによる宇宙の構造形成の研究」

  トポロジーは宇宙やブラックホールについても関心が持たれている。 宇宙のトポロジーを研究するにあたって、宇宙全体の構造の理解が必要 になる。

  最近のWMAPによる観測によって宇宙背景放射の性質は詳しく測定され、 コールドダークマター仮説と組み合わせて、宇宙論的な理解がかなり進んだ。

  これをもとにした宇宙論的な構造形成の数値シミュレーションが可能にな り、宇宙の構造形成の初期の段階にあるより遠くの宇宙の観測と比較し た研究が重要になってきている。こうした研究状況について我々の研究に もふれながら，紹介する。

• 第97回エンレイソウの会：2006年8月30日：葛西　真寿(弘前大学理工学部地球環境学科)
  「膨張宇宙における時空の非一様性の効果」

  宇宙は大域的・平均的にみて一様等方であることは、最近の宇宙背景放射等 の観測によって強く支持されている。しかし、より小さいスケールでみる と、現実の宇宙における物質分布は、銀河や銀河団さらには宇宙の大規模 構造にいたるまで、きわめて非一様である。このような非一様性が引き起 こす一般相対論的効果として、物質分布の凹凸により光が曲げられる重力 レンズ効果や、時空の非一様性の宇宙膨張への反作用の問題がある。本講 演では、これらを紹介し、あわせて重力レンズ効果におけるトポロジー的 手法の応用の可能性について議論する。

• 第96回エンレイソウの会：2006年8月22日：浜崎　淳一(北海道大学工学部COE博士研究員)
  「光渦の空間発展における幾何学的位相の効果」

  一般的に知られているレーザー光は、丸型の強度分布を持ち、平面波的 な等位相面を持って伝播する。しかし、一般には知られていない波動方程 式から導かれるモードの一つに、Laguerre-Gaussianモード(光渦)がある。 光渦は、ドーナッツ型の強度分布で、螺旋状の等位相面を持つ特殊な光で ある。これまでこの「光渦」は、発生方法が主な研究であったが、近年の 実験機器の進歩により非常に容易に光渦発生が可能となった。最近では 「光渦」特有の性質を活かした研究報告例が主になってきている。 ところで近年、幾何学的位相が注目されてきている。これは幾何学的 位相の効果が一般感覚では非自明な現象が起こるためである。そこで 我々は、光における幾何学的位相効果を検証する為、この光渦を用い、 その空間発展を調べてきた。

  本講演では、「光渦とは何か？」を説明した後、幾何学的位相が光渦の 空間発展に及ぼす効果を実験結果と比較しながら検討してゆく。

• 第95回エンレイソウの会：2006年8月11日：三澤　弘明(北海道大学電子科学研究所)
  「フェムト秒レーザーを用いた３次元ナノ加工」

  集光フェムト秒レーザー（波長：800 nm、パルス幅：150 fs）を 透明材料（吸収末端波長： 400 nm以下）に照射すると焦点付近において 多光子吸収による改質や光化学反応が誘起され、空間選択的な加工が可能 になる。また、本加工は多光子吸収などの非線形現象を利用した加工であ るため、光を用いているにもかかわらず、回折限界を超える加工分解能が 得られる。さらに、従来のナノ秒レーザー加工では、被加工材料に照射さ れた光エネルギーのほとんどが熱エネルギーに変換され、それによって融 解、分解、飛散による加工が進行するが、フェムト秒レーザー加工では極 めて短時間にエネルギーが被加工材料に集中し、熱が発生する前に加工が 進行するため、加工部位周辺に熱的・化学的損傷がほとんど及ばないとい う優れた特長を有する。本講演では、フェムト秒レーザー加工によって作 製したスパイラル構造フォトニック結晶について紹介するとともに、サファ イアなどのハードマテリアルの加工についても述べる。

• 第94回エンレイソウの会：エンレイソウの会主催ミニシンポジウム：2006年7月28日:世話人：石政　勉　(工学研究科応用物理学専攻)
  「構造的に特異な系の電子状態：理論からのアプローチ」

  「曲面上に拘束された電子状態」
  東北大学　多元物質科学研究所　藤田伸尚

  本発表では、曲面に電子が拘束されて伝播する系（曲面電子系）の特性 を理論的に調べ、その結果を議論する。曲面電子系においては、その曲 率・対称性・トポロジ等の幾何学的特性が電子の量子的干渉を規定し、 その電子構造を決定する要因となる。表面に強く拘束する閉じ込めポテ ンシャルエネルギーを導入することで、電子の運動の問題は表面に沿っ た運動の自由度のみを持つ２次元のシュレーディンガー方程式として定 式化される。これを数値的に解くことで、幾何学的特性と電子構造との 関係を調べることができる。また、幾何学的形状による電子構造の制御 も応用上興味深い。発表では、曲面電子系の定式化を述べた後、簡単な 具体例として、半径の変化するチューブ状の曲面の場合を考察する。次 に、３次元的周期極小曲面に注目する。３次元的周期極小曲面は、高分 子等の周期的な自己集合パターンにおける界面構造を記述するモデルと して近年注目を集めており、様々なタイプのトポロジや対称性を有する ものが存在する。これらは自身との交叉を持たず、連続かつ無限に広 がった曲面である。また、対応する曲面電子系は、上記の高分子界面構 造を鋳型として曲面上に形成された金属薄膜やグラファイト皮膜として の実現の可能性がある。特に、代表的な３次元的極小曲面であるＰ， Ｄ，Ｇ－表面について、その曲面電子系のバンド構造を調べた結果につ いて述べる。

  「Cd6Ca立方晶の構造相転移に対する第一原理電子構造計算」
  中央大学　理工学部　石井　靖

  Cd6M(M＝Yb, Ca etc)立方晶で観測される構造相転移は、正二 十面体クラスターの芯部の四面体クラスターの配向の規則・不規則転移 と解釈されている。我々は第一原理電子構造計算によって、最適なクラ スター構造とその配向の探索をおこなった。これらの結果と実験的に得 られている低温相の構造に関する情報を基に、Cd系、Zn系 準結晶の理解に対して、第一原理計算がどこまで有用な情報を提供でき るかについて、議論したい。

  「Zn-Scクラスターの構造と電子状態の第一原理計算」
  北海道大学　工学研究科　水野誠司

  Zn-M-Sc(M=Mn, Fe, Ni, Ag)準結晶は、構造完全性の高い安定した準結 晶であることが知られている。この準結晶の構造単位は、Znと Scからなる正２０面体対称の３重シェル構造であり、Tsai型クラ スターと呼ばれている。また、このTsai型クラスターが周期的に 配列した結晶もよく知られている。つまり、このクラスターの集団は、 僅かな組成の違いで、周期的に配列したり準周期的に配列することにな る。従って、クラスター自身の構造と電子状態を理解しておくことは、 準周期的な長距離秩序の起源を理解する上で重要になってくると考える ことができる。

  このTsai型クラスターの内部には、Zn原子４個程度のス ペースがあり、実際に原子が詰まっていると考えられているが、その正 確な位置はまだ明らかにされていない。４個の原子に対しては、正２０ 面体の対称性を満たすような安定した配置が存在せず、構造的なフラス トレーションが生じているのである。本研究では、これまでに提案され ている２種類の構造モデルを初期構造として、密度汎関数理論に基づく 第一原理計算による構造最適化を行った。その計算結果に基づき、エネ ルギー的に安定なクラスター構造およびその電子状態を議論する。

• 第93回エンレイソウの会：2006年7月10日:森嶋　隆裕(理化学研究所)
  「中性子を用いた基礎物理」

  中性子は電荷を持たずスピン1/2を持ち、質量も電子に比べて 約2000倍と大変に重く、基礎物理学の試験粒子としては好都合 な粒子である。中性子干渉計はこの中性子の特性を利用した 実験装置であり、これまでに地球の重力ポテンシャルや自転の 効果までもが干渉計実験における「干渉縞」として検証されて いる。本講演ではこの中性子干渉計を用いた基礎物理学実験の 紹介に加えて、中性子β崩壊を用いた素粒子標準モデルの検証 実験、中性子散乱実験を用いた重力の逆２乗則の検証実験など、 低エネルギー中性子を用いて物理学の重要な検証実験に挑戦を 試みる、当方の研究グループの研究プロジェクトの１つ、 大強度陽子加速器計画(J-PARC)のパルス中性子ビームを用いた 基礎物理実験についても、時間の許す限り、ご紹介する予定で ある。

• 第92回：2006年6月27日:高倉　洋礼(北海道大学工学研究科応用物理学専攻)
  「準結晶の構造」

  回折パターンが五回対称を示すような、従来の結晶学では許されない 回転対称性をもつ物質が１９８４年に報告され、結晶でも非晶質でもない 第３の構造をもつ物質として準結晶と名づけられた。現在では主に合金系 において多数の準結晶が知られているが、それらの原子構造の詳細は長い 間謎のままであった。近年、良質の単準結晶が得られるようになり、また 高次元結晶構造解析の手法を用いることにより、平均構造としての準結晶 の原子構造が明らかとなってきた。それらについて紹介する。

• 第91回：2006年6月20日:Helmut R. Brand (Dept. of Physics, University of Bayreuth)
  「Phase winding in chiral liquid crystalline monolayers」

  We discuss our recent work on collective pattern forming effects in chiral monolayers [1], which was stimulated by experimental work of Tabe and Yokoyama [2]. We point out that the Lehmann effect,known from cholesteric crystals, provides a natural framework to understand the experimental results following up on earlier work of our group on the Lehmann effect [3,4]. We also highlight the close connection between the patterns formed in chiral monolayers and those found in smectic C films under the influence of an external force [5,6].

  [1] D. Svensek et al., PRL 96, 140601 (2006)
  [2] Y. Tabe and H. Yokoyama, Nature Mat. 2, 806 (2003)
  [3] HRB and H. Pleiner, Phys. Rev. A37, 2736 (1988)
  [4] HRB and P.E. Cladis, PRL 72, 104 (1994)
  [5] P.E. Cladis et al., PRL 55, 2945 (1985)
  [6] P.E. Cladis et al., PRL 75, 1518 (1995)

• 第90回：2006年6月15日:二間瀬　敏史(東北大学大学院理学研究科)
  「宇宙論の現状と展望」

  最近の宇宙マイクロ波背景輻射の観測によって、宇宙は平坦であり、 しかも加速膨張をしていることが確認された。加速膨張の原因である暗黒 エネルギーは全エネルギー密度の約7割を占め、残りの3割のほとんども電磁波と相互作用しない暗黒物質が占めている。 これらの暗黒エネルギー、暗黒物質の正体は不明であるが、銀河、銀河団、 超銀河団などの構造形成にとって不可欠な役割を果たしている。 一方で宇宙初期についてはブレーン宇宙論など新たな提案がなされている。

  このような宇宙論の現状と今後の展望について専門外の方を対象に概観する。

• 第89回：2006年6月14日:福井　孝志(北海道大学大学院情報科学研究科)
  「有機金属気相選択成長法による半導体ナノワイヤの形成」

  金属微粒子を触媒として、有機金属気相成長法により作製された 半導体ナノワイヤが、最近多数報告されている。ワイヤ状の成長が 生じる理由は、気相―液相―固相(VLS)機構によると考えられている。 今回は、触媒金属を全く用いることなく、MOVPE選択成長法で (111)B基板 上に6回対称を持つ垂直(110)ファセット面に囲まれた新しい柱状結晶構造、 半導体ナノワイヤの形成について紹介する。 材料系としては、GaAs(111)B基板上のGaAsおよび、AlGaAsの他、 InP(111)B基板上のInGaAsでも同様のワイヤ構造が得られている。ただし、 InPワイヤに関しては、InP(111)A基板の場合のみ得られ、その違いが顕著 である。この方法の特徴は、リソグラフィを用いているため、位置の制御 が可能であることである。さらに、結晶成長条件を大きく変えると、{110} 垂直ファセット面に横方向成長が生じる。ナノワイヤ成長に横方向成長モー ドを組み合わせることで、AlGaAsおよびInAs半導体ナノチューブを作製した。

• 第87回：2006年6月8日：野上　由夫・池田　直(岡山大学自然科学研究科)
  「低次元物質と遷移金属酸化物における電荷秩序」

• 第87回：2006年5月31日：金野　幸吉(北海道大学工学部COE学術研究員)
  「曲がった空間における量子物理」

  一般相対論は重力を時空の曲がりという描像で記述し、天体や宇宙といった大きなスケールで重要な役割を果たす。 一方で、量子論はミクロなスケールで支配的となる。 この両者の関係を探ることは物理学に残された課題の一つである。 特に自然界にある４つの力のうち、３つの力、電磁気力、弱い力、そして強い力は大統一理論により一つの力として記述されるが、重力も含めた統一理論は未だ完成していない。 また、低エネルギー・スケールでの有効理論としていくつかの現象が示唆されているもののその検証は未だなされていない。 本講演では、実験的検証という視点から、重力と量子の問題を概観し、現在注目しているいくつかの物理系について述べる。

• 第86回：2006年5月17日：井上　慎(東京大学大学院工学系研究科)
  量子縮退気体で探求する物性の世界

• 第85回：2006年4月26日:馬場　直志(北海道大学大学院工学研究科　応用物理学専攻)
  「幾何学的位相の太陽系外惑星探査への応用」

  現在までに約170の太陽系外惑星が見つかっている。これらは、 ドップラー法、トランシット法、重力マイクロレンズ法で見つけられたも ので、太陽系外惑星の像を直接捉えたものではない。地球と同じような惑 星（第2の地球）が太陽系以外にも存在するか否かは、系外惑星からの光 を直接捉え分光する必要がある。しかし、このために太陽系外惑星を直接 検出することは難しい。惑星は恒星の近傍にあるため観測には高空間分解 能を要すること、恒星と惑星とでは明るさが極端に違うためハイコントラ ストなイメージング技法が必要となるためである。ここで高空間分解能に ついては、大口径望遠鏡もしくは天体干渉計を使用することで解決できる。 ハイコントラストのイメージング技法の一つとして、恒星光を消すナル干 渉法がある。

  本講演では、天体干渉計用に我々が提案した幾何学的位相変調 時系列的）によるナル干渉法について紹介する。 また、大口径望遠鏡用に最近提案された幾何学的位相変調（空間的） によるナル干渉（光渦）についても触れる。

• 第84回：2006年4月12日:河本　充司(北海道大学理学研究院物理学部門)
  「選択的同位体置換による有機強相関電子系の研究」

  有機伝導体は、サイト間の移動積分が小さく相対的にバンド幅と クーロン反発が拮抗し、酸化物超伝導体や重い電子系と並んで 強相関電子系に分類される。 他の系と違う有機伝導体の特徴として、結晶を構成分子が同じであっても その配列の仕方のより、反強磁性と超伝導が拮抗する系や電荷秩序と超伝 導が拮抗する系など多彩な物質郡が得られることがあげられる。 また、結晶構造の複雑さに反して、磁性は、軌道による寄与が少なく スピンのみによって記述され、理論的にもパラメータ化しやすい系である。 このような系の電子物性の研究には核磁気共鳴(NMR)が重要な研究手段で あるが分子である特徴を利用し、有機化学合成で分子のなかの特定の部位 のみをNMRアクティブな核に置換することにより、ただ、NMR を測定し解 釈するという立場ではなく戦略的な実験が可能となる。 いくつかの例を通して、有機伝導体の特徴や選択的同位体置換による 有機強相関電子系の研究を紹介したい。

• 第83回 : 2006年3月15日 :武藤　俊一 (北海道大学工学研究科)
  「量子ドットにおける核スピンの光配向と量子メディア変換とCREST研究」

  量子ドットにおける電子スピンを用いた量子演算により量子中継器を 試作しようという提案でCREST研究を行っており、丁度中間評価を終えつつある。 現状と展望について納税者の皆様に報告すると共に、グループの主要な成果であ る量子ドットの核スピンの光配向実験とその量子中継器との関わりについて述べ る。

  量子演算については、Chuangらによる溶液NMRを用いた因数分解のデモ実験以降、 冷却イオンによるものが最も進んでおり８量子ビットの演算が行われている。固 体版の量子ビットとして期待されている電子スピンでは、最近ようやく２電子を １ビットとする方式で１ビットの回転実験が報告されるようになった。我々のと ころでもこの方面は苦戦を強いられている。一方、光量子ビットと電子スピン量 子ビットとの変換を目指して始めた核スピンの光配向は予想外の立ち上がりを見 せ、３０％程度の核スピン分極率が得られている。しかしながら、なぜこの値で 止まるのかなど未知の部分も多い。

• 第82回 : 2006年3月08日 :嶺重　慎 (京都大学基礎物理学研究所)
  「ブラックホール天文学入門」

  「ブラックホールって，本当にあるんですか．」
  最近，よくこう尋ねられます．この問いに今では，自信をもって答えられます．
  「はい，確かにブラックホールは存在します．」

  かつて純粋に理論上の（空想の？）産物であったブラックホー ルは，今や観測にかかる，現実の天体となりました．本講演では われわれは「ブラックホール天文学の時代」，すなわち，ブラッ クホールを観測し，理論をたてて解明していく時代に，今，まさ に突入しつつあるというお話をします。と同時に，もう一つ強調 したいことは，「ブラックホールというと，吸い込むばかりで何 も生み出さない，どちらかというと悪者のイメージが強い存在で したが，最近，さまざまな天体活動現象を引き起こす黒幕として の重要な働きがわかってきた」ということです．

  最新のブラックホール研究の入門編として，初めての人にもわ かりやすくお話をします.

• 第81回 : 2006年2月22日 :福本　康秀 (九州大学大学院数理学研究院)
  「渦度のトポロジーと渦輪の運動への応用」

  速度ベクトルの回転 (curl) を渦度という．粘性のない流体中においては， 渦度は流れに凍りついて運ばれる (Helmholtz の法則)．「渦線の絡み目型・結び目 型が時間的に不変である」こと，Kelvin の循環定理，ヘリシティ保存則 (Hopf 不変量) などトポロジー的側面はすべて Helmholtz の法則の帰結である．前半 では，渦度のトポロジー (=キネマティックス) を統括する Euler-Poincaré 形式について紹介する．

  渦度のトポロジー的不変性は Euler 方程式の非自明な定常解を構成するのに 役立てることができる．後半では，渦の定常運動に対するキネマティックな変分 原理を呈示し，それを利用して太った渦輪の運動速度を導出する．他の方法に比 べて格段に計算を容易にするという利点があるばかりでなく，非線形 Schrödinger 方程式にしたがう渦糸の運動との接点も見えてくる．

• 第80回 : 2006年2月15日 :Milos Marek (Center for Nonlinear Dynamics of Chemical and Biological Systems, Institute of Chemical Technology, Prague)
  「Meso-scale modelling of reactions on digitally reconstructed porous catalyst」

  We will talk about 3-D modelling of reaction and transport processes　based on the digitization of SEM/TEM images of real porous structures.

  参考著書
  Kubicek M., Marek M.: Computational Methods in Bifurcation Theory and Dissipative Structures, Springer Verlag, Heidelberg, New York 1983.
  Marek M., Schreiber I.: Chaotic Behaviour of Deterministic Dissipative Systems, Academia Publ. House, Prague, and Cambridge Univ. Press, Cambridge, May 1991. Second edition, Cambridge Univ. Press, 1995.

• 第79回 : 2006年1月25日 : 三品　具文（北海道大学理学研究科)
  「時間領域分光法による高圧力下物性の研究」

• 第78回 : 2006年1月11日 : 関川　太郎（北海道大学工学研究科)
  「極端紫外アト秒パルスの発生と非線形光学」

  超短パルスレーザー発生技術の進歩により、現在では3フェムト秒 をきる光フラッシュが発生できるようになった。 その結果、フェムト秒の時間分解能で瞬間写真を撮ることができるように なり、化学反応における原子のダイナミクスの解明などに威力を発揮して いる。

  現在、更に短い時間領域のアト秒パルス発生・計測に世界中がしのぎを削っ ている。アト秒パルスは可視域の光で発生することはできず、短波長の光 を用いる必要がある。 そのため、高次高調波発生がアト秒パルス発生におけるポイントとなって いる。

  本講演では、世界の現状と我々の成果について紹介したい。

2005年のエンレイソウの会
2004年のエンレイソウの会

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