C02班の研究概要

量子ホール系による量子宇宙の実験 (21H05188)

研究代表者:遊佐 剛

ビックバンから私たちの住む宇宙が創成される量子宇宙(宇宙創成の初期段階で現れるとされる宇宙)の過程を理解しようとする理論的な努力が積み重ねられており、宇宙背景放射などの観測実験からの検証も試みられています。実験室で宇宙創成をそっくりそのまま再現し、パラメーターを変えながら実験を行って理論検証できれば理想ですが、そのようなことは不可能です。そこで本研究では理論的には等価な物理系、つまりトイ模型としての量子宇宙を研究室レベルの物性実験系で実現し、理論検証のための豊かな遊び場を提供することを目指しています。
私たちが実際に扱う物理系は半導体中の電子です。半導体産業は超高品質の結晶技術、微細加工技術、エレクトロニクスなど現代科学の粋を極めた技術の集積から成り立っています。本研究ではこのような最先端の技術を背景に量子ホール状態のエッジというきわめて特異な量子多体系を舞台として、トイ模型としての量子宇宙を半導体チップ上で実現し、実験と理論を通して宇宙創成のメカニズムを明らかにしたいと考えています。より具体的には、 (1)高度な量子測定技術を含む実験技術を確立して量子ホールエッジの実験を行い、(2)素粒子論、数理物理、物性理論、量子情報、宇宙論という多方面の理論から、量子ホールエッジによる量子宇宙を検証することを目的としています。

C02のメンバー構成

[研究代表者]
遊佐 剛 東北大学理学研究科物理専攻・教授

[研究分担者]
柴田 尚和 東北大学理学研究科物理専攻・教授
堀田 昌寛 東北大学理学研究科物理専攻・助教
米倉 和也 東北大学理学研究科・准教授

[研究協力者]
間野 高明 物質・材料研究機構・主任研究員
山本 一博 九州大学大学院理学研究院物理学科・教授
南部 保貞 名古屋大学理学研究科物理素粒子宇宙物理学専攻・准教授
堀田 知佐 東京大学大学院総合文化研究科・准教授
中山 和則 東北大学理学研究科・准教授
John Nicholas Moore 東北大学理学研究科・外国人特別研究員
Vadimir Umansky イスラエルワイツマン研究所・上級主任研究員
山口 幸司 ウォータルー大学・日本学術振興会海外特別研究員
佐々木 健一 NTT物性科学基礎研究所・主任研究員

[大学院生他]
辻村 淳 名古屋大学理学研究科物理素粒子宇宙物理学専攻・大学院生
杉山 祐紀 九州大学大学院理学研究院物理学科・大学院生
郭 優佳 名古屋大学理学研究科物理素粒子宇宙物理学専攻・大学院生
早渕 恭章 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
金野 遼大 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
川田 怜司 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
大澤 悠生 名古屋大学理学研究科物理素粒子宇宙物理学専攻・大学院生
Donghyeon Kim 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
Yunhyon Jeong 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
小林 舜 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
横倉 孝洋 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
秋山 和範 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
近藤 綾香 東北大学理学研究科物理専攻・学部生
金田 海里 東北大学理学研究科物理専攻・学部生
高橋 佑太朗 東北大学理学研究科物理専攻 学部生

[過去のメンバー]
神山 晃範 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生
丸元 郁弥 東北大学理学研究科物理専攻・大学院生