川島研究室| 東京大学物性研究所

川島研究室

教授川島　直輝

所属: 附属物質設計評価施設
（兼）物性理論研究部門
（兼）データ統合型材料物性研究部門
（兼）附属計算物質科学研究センター
専攻: 理学系物理学

助教高橋　惇

研究テーマ

量子統計力学モデルの物性解明
多体問題の数値解法の研究
臨界現象の一般論
ランダム系と計算量

最近、人工知能／機械学習／量子計算などの流行で社会的にも計算機に注目が集まっているが、我々の研究グループでは計算物理、計算統計力学の方法に含まれる数理的コアを明らかにし、新しい手法を開発することを基本に研究を進めている。その応用として、統計力学の未解決問題の解明や相互作用が物性を支配するいわゆる強相関量子系における実験研究との比較計算などを行っている。ここで用いられる量子モンテカルロ法やテンソルネットワーク法はボルツマンマシンやデータ圧縮を通じてデータ科学とも接点を持っている。最近の研究の一例としては、フラットな分散をもつフラストレートボーズ系に関して、その基底状態が古典ループガスモデルと数学的に等価となる例を発見し、さらにその系の量子相転移が古典２次元XYモデルの有限温度転移と同じKT転移となることを数値的に検証した。

モデルを構成する格子。x と u とで構成されるクラスタ内で粒子が白と黒のサイト間でホッピングする。

静的構造因子S（上）と，ヘリシティモデュラス（下）のパラメータβ依存性．下図の水平線はKT転移点に特徴的な普遍ジャンプである 2/π を示す。

発表論文・研究成果等ニュース

1.
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^†*H-wave – A Python package for the Hartree-Fock approximation and the random phase approximation: T. Aoyama, K. Yoshimi, K. Ido, Y. Motoyama, T. Kawamura, T. Misawa, T. Kato and A. Kobayashi, Computer Physics Communications 298, 109087(1-10) (2024).

2.
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Faithfulness of Real-Space Renormalization Group Maps: K. O. Akamatsu and N. Kawashima, J Stat Phys 191, 109 (2024).

3.
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^†*Update of HΦ : Newly added functions and methods in versions 2 and 3: K. Ido, M. Kawamura, Y. Motoyama, K. Yoshimi, Y. Yamaji, S. Todo, N. Kawashima and T. Misawa, Comp. Phys. Commun. 298, 109093(1-15) (2024).

4.
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^*Data Analysis of Ab initio Effective Hamiltonians in Iron-Based Superconductors — Construction of Predictors for Superconducting Critical Temperature: K. Ido, Y. Motoyama, K. Yoshimi and T. Misawa, J. Phys. Soc. Jpn. 92, 064702(1-13) (2023).

5.
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Possibility of a Topological Phase Transition in Two-dimensional RP3 Model: T. Okubo and N. Kawashima, J. Phys. Soc. Jpn. 92, 114701 (2023).

^† Joint research with outside partners.
^* Joint research between groups within ISSP.

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