古賀 幹⼈教授 (教育学部) 、松本 正茂 教授 (理学部) の論⽂が⽇本物理学会のJournal of the Physical Society of Japan「Papers of Editors' Choice」に選ばれました
古賀 幹人 教授(教育学部)、松本 正茂 教授(理学部)の論文が、日本物理学会が発刊する「Journal of the Physical Society of Japan」の注目論文 (Papers of Editors’ Choice)に選出されました。
日本物理学会では、毎月、編集委員会で注目論文 (Papers of Editors’ Choice)を選出しており、本研究の紹介文が、日本物理学会誌と日本物理学会Webサイトの「JPSJ注目論文」にて掲載される予定です。
■ 論文タイトル:
Theory of Magnetoacoustic Resonance to Probe Multipole Effects Due to a Crystal Field Quartet
【研究概要】
Theory of Magnetoacoustic Resonance to Probe Multipole Effects Due to a Crystal Field Quartet
本論文は、本学における研究により、通常は電子スピンの磁気的性質に隠れていて、磁性体やスピン欠陥での観測が難しい、四極子と呼ばれる自由度を、超音波によって直接検出する新たな手法を提案しています。
例えば、四極子は固体表面を伝わる表面弾性波が誘起する格子歪みと結合します。
最近の超音波技術の進展に伴い、磁気音響共鳴という実験手段によって、四極子を直接観測するための基礎理論の重要性が益々高まっています。
本論文では、我が国が長年にわたって精力的に研究を進めてきたCeB6という磁性体について、その多彩な物性の起源と考えられている多極子(電気四極子や磁気八極子)に焦点を当てています。
単純な磁石である磁気双極子と比べ、四極子や八極子の測定は容易ではありません。
これらは隠れた自由度とも呼ばれ、それらを直接観測する実験手段の開拓が待ち望まれています。
本論文では、Ce原子の四極子が超音波よって誘起される格子歪み場と結合する点に着目し、四極子効果を直接観測できる磁気音響共鳴法や、超音波と光(マイクロ波)を同時に照射して、それらの利点を加え合わせた新たな測定として、光アシスト磁気音響共鳴法も提案しています。
以上のような多極子効果の直接的な観測といった基礎科学の開拓に加え、本研究の応用として量子制御も重要です。
世界的に研究が進んでいる量子コンピュータの基盤となる量子ビットは、光を使った磁気双極子による制御がこれまでの主流でした。
将来、四極子というスピンの隠れた自由度と格子歪みとの結合を駆動する超音波を活用することによって、より多彩な量子制御の開拓が期待されます。
【論文情報】
■ 著者:Mikito Koga, Masashige Matsumoto
■ 掲載誌名、巻号頁:Journal of the Physical Society of Japan 93, 114701
■ 出版日:2024年10月9日
■ DOI:https://doi.org/10.7566/JPSJ.93.114701