| 日時: | 2015-02-03 15:30 - 16:30 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | Weak-values of neutrons in double-slit experiment --- quantum Cheshire-Cat and weak-value as a complex number --- |
| 講演者: | Yuji Hasegawa (Atominsitut, TU-Wien) |
| 概要: | Our group in Vienna is promoting neutron optical experiments, i.e., neutron interferometery and polarimetry: both experiments manifest the validity of quantum mechanical predictions with high precision. For instance, an experiment is carried out recently, which deals with error-disturbance uncertainty relation: we have experimentally tested error-disturbance uncertainty relations. Experimental results confirm the fact that the Heisenberg's uncertainty relation is often violated and that the new relation derived by Ozawa is always larger than the limit. In addition, as an example of a counterfactual phenomenon of quantum mechanics, observation of so-called quantum Cheshire Cat is performed experimentally by using neutron interferometer. Experimental results suggest that pre- and post-selected neutrons travel through one of the arms of the interferometer while their magnetic moment is located in the other arm. In addition, we carried out an experiment to determine weak-value of 1/2-spin as a complex number: experimental results agree well with theoretical prediction. In my talk, I am going to give an overview of activities of weak-value/measurement. Then, I am going to explain neutron ineterferometric experiments concerning two aspects of weak-value/measurement.
References: J. Erhart et al., Nature Phys. 8, 185 (2012). T. Denkmayr et al., Nat. Comm. (2014) DOI: 10.1038/ncomms5492. |
| 日時: | 2014-11-28 15:00 - 16:00 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | 新奇な量子ホロノミーの幾何学的背景について |
| 講演者: | Astushi Tanaka (Tokyo metropolitan university) |
| 概要: | 断熱準静過程によるサイクル上を物理系が一周しても何の変化も起きないように思われます。 しかし、孤立した量子系で始状態を固有状態に準備した場合、断熱サイクルは幾何学的な位相因子(ベリーの位相因子)と呼ばれる非自明な変化を状態ベクトルにもたらします。 これはファイバー束のホロノミーとの対応 (Simon 1983)から(位相の)量子ホロノミーとも呼ばれます。Aharonov と Anandan (1997) はサイクルを記述する空間として射影ヒルベルト空間を用いることで、 量子ホロノミーの非断熱拡張を与えました。 近年、断熱サイクルは固有エネルギーや固有空間に対しても非自明な変化をもたらすことが報告されてきました。これらを新奇な量子ホロノミーと呼びます (例えば、Yonezawa et al., PRA 87 (2013) 062113 とその引用文献参照)。ここでは、断熱サイクルが複数の固有エネルギーや固有空間達の置換を引きおこします。この現象はパラメーターを持つ量子系の解析全般、 例えば、分子のボルン・オッペンハイマー近似、あるいは、固体中の電子のバンド理論と関連するように思われます。 本講演では、新奇な量子ホロノミーを示す物理系をいくつか紹介した後で、 新奇な量子ホロノミーの位相幾何学的な背景について報告します。そこで現れる被覆空間の構造と断熱サイクルのホモトピーによる分類の役割を中心にお話しします。これは、 幾何学的位相における Simon の定式化や Aharonov-Anandan の非断熱拡張に対応するものです (文献は AT and T. Cheon, arXiv:1409.5211)。 |
| 日時: | 2014-11-06 15:00 - 16:00 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | Half-Integer Magnetic Monopole and Dyon Solutions in the SU(2) Yang-Mills-Higgs Theory |
| 講演者: | Khaiming Wong (KEK) |
| 概要: | We review magnetic monopoles and dyons of one-half topological charge with finite energy in the SU(2) Yang-Mills-Higgs theory. The half-monopole can exist individually, where it is located at the origin of the coordinate axes r = 0. It can also coexist with a 't Hooft-Polyakov monopole, with the one-monopole with charge +1 at the positive z-axis and a half-monopole with charge – ½ at the origin. Both of these axially symmetric configurations possess finite total energy and magnetic dipole moment. The total energy is found to increase with the strength of the Higgs field self-coupling constant λ. The magnetic dipole moment and the dipole separation (one plus half-monopole) decrease with λ. Both the two configurations are non-BPS solutions even in the BPS limit when the Higgs self-coupling constant vanishes. By switching on the time component of the Yang-Mills potential, electric charge is introduced into the system, where we now have half-dyon and one plus half-dyon. Besides possessing electric charge which varies with λ and electric charge parameter η, the configurations also exhibit critical behaviour in total energy, electric charge, and dipole moment, when η→1. |
| 日時: | 2014-10-28 13:00 - 14:00 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | On the Relation Between Gauge and Phase Symmetries |
| 講演者: | Gabriel Catren (Laboratoire SPHERE, Université Paris Diderot - CNRS, Paris, France) |
| 概要: | We propose a group-theoretical interpretation of the fact that the transition from classical to quantum mechanics entails a reduction in the number of observables needed to define a physical state (e.g. from q and p to q or p in the simplest case). We argue that, in analogy to gauge theories, such a reduction results from the action of a symmetry group. To do so, we propose a conceptual analysis of formal tools coming from symplectic geometry and group representation theory, notably Souriau’s moment map, the Mardsen–Weinstein symplectic reduction, the symplectic “category” introduced by Weinstein, and the conjecture (proposed by Guillemin and Sternberg) according to which “quantization commutes with reduction”. In particular, we argue that phase invariance in quantum mechanics and gauge invariance have a common geometric underpinning, namely the symplectic reduction formalism. This stance points towards a gauge-theoretical interpretation of Heisenberg indeterminacy principle. We revisit (the extreme cases of) this principle in the light of the difference between the set-theoretic points of a phase space and its category-theoretic symplectic points. |
| 日時: | 2014-09-19 13:00 - 14:00 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | Is weak-value amplification useful for metrology? |
| 講演者: | George Knee (NTT Basic Research Laboratories) |
| 概要: | Weak value amplification is a technique combining both strong and weak quantum measurements which is gathering increased interest both theoretically and experimentally. The surprising effect arises when a weak measurement, where a quantum coherent measuring device is only weakly coupled to the system of interest, is followed by a strong measurement. Rarely, the measuring device can respond in an unusually energetic manner. I will discuss some approaches in statistical estimation theory, which may help to decide whether this effect can be exploited to increase the performance of quantum sensors. |
| 日時: | 2014-07-08 13:30 - 14:30 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | 非可換な偏光物理量の連続測定 |
| 講演者: | 飯沼 昌隆 Masataka Iinuma (Hiroshima University) |
| 概要: | 1988年にAharonovらによって提案された弱測定は、通常の量子測定とは異なり、 状態をほぼ壊さずに測定する量子測定法である。初期状態をほぼ壊さずに情報を得られるため、 これまで測定不可能とされた重ね合わせ状態などの中間状態での測定や、 運動量と位置のような非可換な関係にある複数の物理量の連続測定を可能にする。 これらの弱測定は、近年の量子測定技術の進展とともに従来では思考実験であった 量子パラドックスの実験を可能しただけでなく、多くの場合、確率が負や複素数となる結果をもたらす。 さらにこのとき弱測定で得られる実験値、すなわち弱値は、測定物理量の固有値の範囲を超えて 大きく増大する。弱測定がもたらすこのような奇妙な結果は、従来の延長線上では 考えにくいものであった。しかし近年行った偏光物理量の連続測定実験について、 量子力学の数式に頼らず通常の確率論と統計的手法のみを使って、実験データから測定前の 確率分布を推定したところ、量子力学や弱測定で予想される確率分布（Kirkwood-Dirac分布関数） と見事に一致した。この結果から弱値は直接得られない測定前の確率分布の平均値を表していること、 測定前と測定後の確率分布は基本的に異なること、負や複素数の確率分布が本来の量子系の 統計的性質である可能性が高いこと、さらに弱測定はその特性を見るきっかけを与えてくれたこと、 などが分かってきた。これらは非可換な二つの偏光物理量の連続測定において初段の測定の強さを 弱い領域だけでなく強い領域に至るまで行った測定からの帰結であり、量子状態は負や複素数の 値を含む拡張された確率分布で記述できることを示唆する結果である。さらにこの確率分布は 直接測定はできないが、その意味では密度行列と同じであり、しかも完全に１対１で対応している。 セミナーでは、偏光を使った弱測定実験の結果と測定の強さの弱い領域から強い領域まで 測定した連続測定実験の結果を紹介し、独立な両者の実験結果から上記の解釈ができる 根拠を示す。 |
| 日時: | 2014-05-27 14:00 - 15:00 |
| 場所: | 研究本館 1階 会議室１ |
| 題目: | 量子通信における量子力学の相補性 |
| 講演者: | 佐々木 寿彦 Toshihiko Sasaki (Riken) |
| 概要: | 量子力学では相補的な物理量同士は同時に決定できない。 Einsten-Podolsky-Rosen や Kochen–Specker の議論では、このことと仮想的な 実験の切り替えを考えあわせることにより、量子力学における実在性の非自明な姿を炙りだした。 この様な議論には実用上の応用法があり、実際の通信においても仮想的な実験を 考えることで、通信路の性質を強く特徴付けることができる場合がある。本発表 では、この様な議論の現状を紹介したい。 |
| 日時: | 2014-04-30 15:00 - 16:00 |
| 場所: | 研究本館 3階 セミナー室322 |
| 題目: | Quantum graph vertices with minimal number of passbands |
| 講演者: | Sergey Poghosyan (Kochi University of Technology) |
| 概要: | We study a set of scattering matrices of quantum graphs containing minimal number of pass- bands, i.e., maximal number of zero elements. The cases of even and odd vertex degree are considered. Using a solution of inverse scattering problem, we reconstruct boundary conditions of scale-invariant vertex couplings. Potential-controlled universal flat filtering properties are found for considered types of vertex couplings. Obtained boundary conditions are approximated by simple graphs carrying only δ potentials and inner magnetic field. |
KEK理論部セミナー