2007年度の談話会

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★2007年5月17日（木） 15:30−16:30

場　所：　理学部313教室

講演者：　瓜生康史

　　　　　　(琉球大学理学部物質地球科学科)

講演題名：

「中性子星−ブラックホール連星と重力波天文学」

講演概要：

第一世代のレーザー干渉型重力波検出器（LIGO/GEO/VIRGO/TAMA）が稼動を開始し、次世代の検出器により重力波が初めて直接検出されると考えられている。また、人工衛星を利用した重力波検出器（LISA/DECIGO）の計画も進められている。これらの検出器を用いた重力波天文学の時代が幕を開けようとしている。重力波は質量の4重極以上の成分の時間変化の結果放射されるため、中性子星の中心部やブラックホール地平面の近傍、あるいは宇宙の晴れ上がり以前の初期宇宙といった質量の集中している領域から多く放出される。即ち、重力波観測により従来の天文観測（電磁波の観測）では見ることのできなかった領域に対するさまざまな知見を得られることが期待されている。

地上に設置された重力波検出器は、連星中性子星や連星ブラックホールの最後の数分間の軌道回転から合体に至る際に放出される重力波を検出できるように設計されている。この合体直前直後の連星の理論的なモデルを作るために、アインシュタイン方程式を数値的に解く数値相対論と呼ばれる分野が近年発展してきた。この談話会ではまず重力波検出を簡単に紹介し、次に私がこれまでに研究してきたと数値相対論と重力波源の理論的なモデルである連星高密度天体の合体直前直後の物理を紹介する。

★2007年5月21日（月） 15:30−16:30

場　所：　理学部313教室

講演者：　Dr. Roberto Percacci 　　　　　　(イタリア国立高等研究所（SISSA）)

講演題名：「Asymptotic safety」

講演概要：

A brief abstract: Asymptotic safety is a set of conditions, based on the existence of a nontrivial fixed point for the renormalization group flow, which would make a quantum field theory consistent to arbitrarily high energies. After introducing the basic ideas of this approach, I review the present evidence in favor of an asymptotically safe quantum field theory of gravity.

★2007年5月24日（木） 15:30−16:30

場　所：　理学部313教室

講演者：　安田千寿

　　　　　　(琉球大学 理学部 物質地球科学科)

講演題名：

「擬二次元反強磁性体における不純物効果： (非磁性状態)＋(非磁性不純物)＝ (磁性)」

講演概要：

私は、原子のもつ磁気モーメントがその物質の物性において大きな役割を担っているような磁性体の理論的研究を行ってきた。特に、ランダム量子スピン系(例えば、磁性体における不純物問 題)における量子揺らぎと乱雑さの共存・競合の機構の解明に強く興味を持っ ている。本講演では、量子ゆらぎの効果が顕著となるような低温で非磁性な状態にある物質に非磁性な原子をランダムにドープすることにより磁性が発現する、いわゆる「不純物誘起反強磁性秩序」の発現機構を紹介する。

我々は、ボンド交替鎖が二次元的に結合した反強磁性ハイゼンベルク模型の非磁性状態における「サイト希釈」と「ボンド希釈」の効果の違いに着目した。例えば、サイト希釈すると無限小の希釈濃度で反強磁性秩序が誘起するのに対し、ボンド希釈系では、ある有限 の濃度まで誘起されない。本講演では、その違いが希釈により誘起した磁気モーメント間に働く二つの有効相互作用の競合のメカニズムにより理解できることを示し、今も実験・理論両面で研究が続く「不純物誘起反強磁性秩序」の魅力の一端を紹介したい。

★2007年6月21日（木） 16:20−

場　所：　理学部313教室

講演者：　梅原　出(いずる)

　　　　　　(横浜国立大学　工学研究院准教授)

講演題名：　

「高圧力下熱容量測定」

概要：

熱容量の測定は固体物性の研究において、極めて重要な情報を与えることは言うまでもない。また、近年、高圧力下での物性測定は目覚ましい進歩をとげている。

熱容量測定もユニークな高圧装置が開発されている。われわれの開発した高圧下での熱容量測定装置や実験結果を紹介し、これからの展望についても言及する。

★2007年11月9日（金）16:30−17:30

場　所：　理学部313教室

講演者：　Prof. Alexander V. Andreev 　　　　　　(チャールズ大学（チェコ共和国）)

講演題名： 「Magnetoelasticity of Lu2Fe17-based single crystals」

講演概要：

The special feature of rare-earth intermetallic compounds R2Fe17 is the very short Fe-Fe distance dFeFe between Fe atoms in one of positions, 239 pm, and several other distances with dFeFe ~ 244 pm, which are also shorter than dFeFe ~ 250 pm in bcc Fe. For this reason, a negative exchange interactions between the Fe atoms are considered to exist together with positive interactions in the case of larger dFeFe values. The total Fe-Fe exchange interaction is positive, however, the existence of these competitive interactions lead to unexpectedly low TC for so high content of Fe. Lu2Fe17 (hexagonal crystal structure of the Th2Ni17 type) with the smallest non-magnetic rare-earth element exhibits an incommensurate helical magnetic structure with Fe moments in the basal plane below TN = 274 K. The structure is characterized by a propagation vector (00tz), tz decreases continuously down to zero with decreasing temperature and a length of the magnetic helix increases to infinity at transition into ferromagnetic phase below 130 K. A delicate balance of ferro- and antiferro- magnetic interactions is very sensitive to external conditions. Therefore, Lu2Fe17 is a very apt compound to study interplay of magnetic field, temperature, external pressure and substitution effects on magnetism. Most of substitutions in the Fe sublattice (Al, Si, Cr, Co, Ni) and substitution of another non-magnetic atoms (Y) for Lu stabilize the ferromagnetism while the external hydrostatic pressure stabilizes the antiferromagnetism. In the present study we report on the rare cases where substitutions are found to work together with pressure, i.e. destabilize the ferromagnetism and induce the antiferromagnetism in whole range of magnetic ordering. The single crystals of (Lu0.8Ce0.2)2Fe17 and Lu2Fe16.5Ru0.5 were prepared by the Czochralski method in a tetra-arc furnace.

In these compounds, the antiferromagnetic state is stable below TN down to the ground state and TN decreases to 247 K and 208 K in (Lu0.8Ce0.2)2Fe17 and Lu2Fe16.5Ru0.5, respectively. Both compounds exhibit the easy-plane magnetic anisotropy with a metamagnetic transition in EMD at fields bellow 1 T. External pressure pushes the transition towards higher field and reduces the magnetization gain upon the transition as well as TN (to 234 K and 185 K for (Lu0.8Ce0.2)2Fe17 and Lu2Fe16.5Ru0.5, respectively, at 0.8 GPa). The results are discussed taking into account a strong dependence of exchange interaction on inter-atomic distances of Fe atoms at non-equivalent positions in the crystal and recent results of neutron-diffraction study of single crystal of the parent compound under high pressure at magnetic fields up to 12 T.

★2007年11月26日（月）12:50−14:20

場　所：　理学部313教室

講演者：　Dr. Stefan Zohren 　　　　　　(Imperial College, London)

講演題名： 「Topology changes and the emergence of geometry in two-dimensional causal quantum gravity」

講演概要：

The formalism of causal dynamical triangulations (CDT) provides us with a non-perturbatively defined model of quantum gravity, where the sum over histories includes only causal space-time histories. Path integrals of CDT and their continuum limits have been studied in two, three and four dimensions. After giving a short introduction to the two-dimensional CDT model and explaining its relation to Euclidean quantum gravity, we investigate a generalization of the two-dimensional CDT model, where the causality constraint is partially lifted by introducing weighted branching points, and demonstrate that the system can be solved analytically in the genus-zero sector. In the last part of the talk we will show the emergence of a spacetime within the two-dimensional CDT model which can be described as a constant negative curvature spacetime with superimposed quantum fluctuations.

★2007年12月11日(火)　4時限(16時20分〜)

場所：理114教室

講演者：戎崎 俊一(えびすざき としかず) (理化学研究所 主任研究員)

講演題名：「国際宇宙ステーションで迫る極限エネルギー宇宙線の謎」

概要：

超高エネルギー宇宙線（1020電子ボルト）を検出するためのEUSO (Extreme Universe Space Observatory)の推進を活動の柱としています。EUSOは超高エネ ルギー宇宙線が作るエア・シャワーを衛星軌道上から観測する宇宙科学ミッショ ンです。EUSOは口径約2.5メートルで約60度の視野を持つ超広視野望遠鏡で、国 際宇宙ステーションに装着されます。半径約300kmの領域の地球大気を一度に観 測します。

これらの観測機器を用いて、銀河の形態進化や活動銀河核の形成にまで及ぶ宇宙 全体の進化の描像に統一的なフレームワークを提供することを目指しています。

★2007年12月20日（木）14:40−15:40

場　所：　理学部313教室

講演者：　二間瀬敏史(東北大学大学院理学研究科天文学専攻)

講演題名：「重力レンズとすばる望遠鏡でさぐる宇宙の暗黒サイド」

概要：

近年の宇宙マイクロ波背景輻射の観測などから宇宙のエネルギー密 度の96％は正体不明の暗黒エネルギー、暗黒物質であることがわ かってきた。暗黒エネルギーと暗黒物質をまとめて宇宙の暗黒サイド と呼ぶ。しかしこの暗黒サイドは宇宙の構造形成に重要な役割を 果たす。暗黒サイドは電磁相互作用をしないので通常の観測では 検出できないが、重力を及ぼすので重力レンズという現象を引き 起こす。そのため重力レンズ現象を用いた暗黒サイドの研究が 現在盛んに行われている。本講演では暗黒エネルギー・暗黒物質と 構造形成、重力レンズの解説と、すばる望遠鏡を用いた重力レンズの 実際の観測を紹介する。

★2008年1月25日(金)　5時限(16時20分〜)

タイトル：「拡張部分ライングラフ格子上の磁性」

講演者：久保 健 先生 (青山学院大学)

場所：理313教室

概要：

　 最近我々は平坦なバンドを作る格子模型を提案し、拡張部分 ライングラフ格子と呼んでいる。これらの格子上でタイトバイ ンディング近似を用いると、平坦なバンドが現われる事を簡単 に示す事ができる。平坦なバンドに電子が入っているときは、 電子相関が強く働く事が期待できるので、数値計算を用いてハ バード模型の磁性を調べてみた。まだ小さな系しか調べていな いが、強磁性が起こる兆候を得ている。またこれらの格子上に 反強磁性的に相互作用する局在スピンを配置した模型には強い フラストレーションが存在する。この問題についても主に対角 化を用いて調べてみた。磁化プラトーなど興味深い現象が起こ ることは分かったのだが、基底状態の性格については まだ良 く分かっていない。

★2008年1月25日(金)　(18時0分〜19時0分)

タイトル：「物理教員を目指す琉大生のための談話会」

場所：複合棟202教室

沖縄県下の高等学校で物理の教鞭をとっておられる先生方をお招きして、高校で物理を教えるということの面白さと難しさなどを語っていただきます。

★2008年2月4日（月）12:50−14:20

場　所：　理学部313教室

講演者：　徳永達哉（京都大学基礎物理学研究所）

講演題名：「Electric Dipole Moments of Dyon and ‘Electron’」

講演概要：

The electric and magnetic dipole moments of dyon fermions are calculated within　N = 2 supersymmetric Yang-Mills theory including the θ-term. It is found, in particular,　that the gyroelectric ratio deviates from the canonical value of 2 for the monopole　fermion (nm=1, ne=0) in the case θ 6= 0. Then, applying the S-duality transformation　to the result for the dyon fermions, we obtain an explicit prediction for the electric　dipole moment (EDM) of the charged fermion (‘electron’). It is thus seen that the approach presented here provides a novel method for computing the EDM induced by　the θ-term.

★2008年3月6日(木)　(16:20〜17:50)

場　所：　理学部313教室

講演者：　Prof. Sung G. Chung(Western Michigan University, USA and 東京大学物性研究所　客員所員（上田和夫研究室）)

講演題名：「Novel many-body method for strongly correlated condensed 　matter systems」

講演概要：

Since the very beginning of quantum theory, to solve the Schrödinger equation for macroscopic quantum systems has been a fundamental task of theoretical physics. It would not be an exaggeration to say that due to lack of such methods, a tremendous effort of theoretical physicists has been devoted to the development of a variety of approximate methods and numerical simulations. While we have seen a considerable progress in rigorous treatment of quantum 1D and classical 2D systems over the last several decades, these rigorous methods cannot handle non-integrable models nor generalizable to higher dimensions. On the other hand, the method of numerical renormalization group has seen a remarkable success in quantum 1D systems and in finite Fermi systems. However, in spite of a huge effort, this approach has not been quite successful for macroscopic 2D quantum systems, indicating the very idea of Hilbert space truncation breaks down in two dimension. Over the last three years, wehave been developing a novel many-body method, entanglement perturbation theory (EPT), for the strongly correlated condensed matter systems. The method is simple, general, and practically exact. The current status of EPT is this: (a) The ground states of 1D quantum systems with finite-range interactions and translational symmetry can be handled. (b) The partition functions of 2,3D classical systems with finite-range interactions and translational symmetry can be calculated. (c) After a long struggle, we have started to see a clear evidence that EPT can also handle the quantum ground states in 2D. In this talk, I will give an overview of this new theoretical endeavor: what was done, what is currently underway and what I am dreaming of.

★2008年3月18日(火)　(16:30〜17:30)

講演者：　Prof. Peter Fulde(マックスプランク研究所, ドレスデン（ドイツ）)

タイトル:Strongly Correlated Electrons in Frustrated Lattices

場所：理313教室

概要：

Strongly correlated electrons in frustrated lattice structures give rise to excitations with fractional charges. The latter can be confined or deconfined depending on dimension. At certain filling factors the ground state of a system behaves like fluctuating strings. A survey is given of a number of interesting physical properties. For example in a kagomé lattice with a filling factor of 1/6 (or 5/6) a robust ferromagnetic ground state is obtained which is exclusively due to kinetic effects.

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