写真a

髙吉 慎太郎 (タカヨシ シンタロウ)

TAKAYOSHI Shintaro

職名

准教授

学位

博士(理学)(東京大学), 修士(理学)(東京大学), 学士(理学)(東京大学)

専門分野

物性理論、量子ダイナミクス

ホームページ

https://sites.google.com/site/shintarotakayoshi/japanese_top

外部リンク

出身学校 【 表示 / 非表示

  • 東京大学   理学部   物理学科   卒業

    2003年4月 - 2007年3月

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 東京大学   理学系研究科   物理学専攻   博士課程   修了

    2009年4月 - 2012年3月

  • 東京大学   理学系研究科   物理学専攻   修士課程   修了

    2007年4月 - 2009年3月

留学歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年9月
    -
    2020年3月

    マックスプランク複雑系物理学研究所   研究員

  • 2015年9月
    -
    2018年9月

    ジュネーブ大学   博士研究員

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 甲南大学   理工学部   物理学科   准教授

    2020年4月 - 現在

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • マックスプランク複雑系物理学研究所

    2018年9月 - 2020年3月

      詳細を見る

    国名:ドイツ連邦共和国

  • ジュネーブ大学

    2015年9月 - 2018年9月

      詳細を見る

    国名:スイス連邦

  • 東京大学   大学院理学系研究科物理学専攻

    2015年5月 - 2015年8月

      詳細を見る

    国名:日本国

  • 物質・材料研究機構   理論計算科学ユニット材料特性理論グループ

    2013年4月 - 2015年4月

      詳細を見る

    国名:日本国

  • 東京大学   大学院工学系研究科物理工学専攻

    2012年8月 - 2013年3月

      詳細を見る

    国名:日本国

全件表示 >>

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本物理学会

    2007年7月 - 現在

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Second-order magnetic responses in quantum magnets: Magnetization under ac magnetic fields

    Tatsuya Kaneko, Yuta Murakami, Shintaro Takayoshi, Andrew J. Millis

    Physical Review B   105 ( 19 )   2022年5月

     詳細を見る

    出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

    DOI: 10.1103/physrevb.105.195126

    その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevB.105.195126/fulltext

  • Exploring nonequilibrium phases of photo-doped Mott insulators with generalized Gibbs ensembles

    Yuta Murakami, Shintaro Takayoshi, Tatsuya Kaneko, Zhiyuan Sun, Denis Golež, Andrew J. Millis, Philipp Werner

    Communications Physics   5 ( 1 )   2022年1月

     詳細を見る

    Many experiments show that strong excitations of correlated quantum materials can cause non-thermal phases without equilibrium analogues. Understanding the origin and properties of these nonequilibrium states has been challenging due to the limitations of theoretical methods for nonequilibrium strongly correlated systems. In this work, we introduce a generalized Gibbs ensemble description that enables a systematic analysis of the long-time behavior of photo-doped states in Mott insulators based on equilibrium methods. We demonstrate the power of the method by mapping out the nonequilibrium phase diagram of the one-dimensional extended Hubbard model, which features η-pairing and charge density wave phases in a wide photo-doping range. We furthermore clarify that the peculiar kinematics of photo-doped carriers, and the interaction between them, play an essential role in the formation of these non-thermal phases. Our results establish a new path for the systematic analysis of nonequilibrium strongly correlated systems.

    DOI: 10.1038/s42005-021-00799-7

  • Solitonic excitations in the Ising anisotropic chain BaCo2V2O8 under large transverse magnetic field 査読あり 国際共著

    Quentin Faure, Shintaro Takayoshi, Béatrice Grenier, Sylvain Petit, Stéphane Raymond, Martin Boehm, Pascal Lejay, Thierry Giamarchi, and Virginie Simonet

    PHYSICAL REVIEW RESEARCH   3   043227   2021年12月

     詳細を見る

  • Nonadiabatic nonlinear optics and quantum geometry - Application to the twisted Schwinger effect

    Shintaro Takayoshi, Jianda Wu, Takashi Oka

    SCIPOST PHYSICS   11 ( 4 )   2021年10月

     詳細を見る

    出版者・発行元:SCIPOST FOUNDATION  

    We study the tunneling mechanism of nonlinear optical processes in solids induced by strong coherent laser fields. The theory is based on an extension of the Landau-Zener model with nonadiabatic geometric effects. In addition to the rectification effect known previously, we find two effects, namely perfect tunneling and counterdiabaticity at fast sweep speed. We apply this theory to the twisted Schwinger effect, i.e., nonadiabatic pair production of particles by rotating electric fields, and find a nonperturbative generation mechanism of the opto-valley polarization and photo-current in Dirac and Weyl fermions.

    DOI: 10.21468/SciPostPhys.11.4.075

  • Scanning Tunneling Microscopy as a Single Majorana Detector of Kitaev's Chiral Spin Liquid 査読あり

    Masafumi Udagawa, Shintaro Takayoshi, Takashi Oka

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   126 ( 12 )   127201   2021年3月

     詳細を見る

    共著

    出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We propose a local detection scheme for the Majorana zero mode (MZM) carried by a vison in Kitaev's chiral spin liquid (CSL) using scanning tunneling microscopy (STM). The STM introduces a single Majorana into the system through hole-charge injection and the Majorana interacts with the MZM to form a stable composite object. We derive the exact analytical expression of single-hole Green's function in the Mott insulating limit of Kitaev's model, and show that the differential conductance has split peaks, as a consequence of resonant tunneling through the vison-hole composite. The peak splitting turns out comparable to the Majorana gap in CSL, well within the reach of experimental observation.

    DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.127201

全件表示 >>

総説・解説記事(Misc) 【 表示 / 非表示

  • AKLT状態のエンタングルメントスペクトルへの場の理論的アプローチ

    田中 秋広, 高吉 慎太郎

    日本物理学会講演概要集   72 ( 0 )   2419 - 2419   2017年

     詳細を見る

    出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.72.2.0_2419

    CiNii Article

  • レーザー駆動超高速スピントロニクスとフロケエンジニアリング

    佐藤 正寛, 高吉 慎太郎, 岡 隆史

    日本物理学会誌   72 ( 11 )   783 - 792   2017年

     詳細を見る

    出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>「磁性体の磁化の向きを限界まで素早く変えたい.」これは次世代情報素子のコアとなりうるスピントロニクス技術であるのみならず,多数スピンの非平衡統計力学として基礎物理学的にも重要な概念である.近年この問題に対して,光を用いた戦略が盛んに議論されている.レーザーパルスの整形・変調,メタマテリアルやプラズモニクスなど光科学分野の実験の進展は目覚ましい.そのような最先端の光技術を上手に使えば,スピンの集団運動にとっての量子力学的な限界速度であるピコ(10-12)秒という時間スケールで磁化を制御できるのだ.</p><p>この「超高速スピントロニクス」の実現には,磁性体と光との結合様式(光・物質結合)や時間変化する外場中における量子系の時間発展(量子ダイナミクス)を理解する必要がある.しかし,多自由度を取り扱う固体物理分野では量子ダイナミクス研究の進歩が遅れていた.その一因として,多自由度の協調現象を扱う基本的な枠組みが整備途上であり,平衡系で慣れ親しんだエネルギーや固有状態などの議論の足がかりを失うことが挙げられる.レーザー中の多体系の解析では「非平衡系の相転移とは何か? それをどう特徴付けるべきか?」などの疑問の解消が望まれる訳である.</p><p>実はこの問題は,磁気共鳴,量子化学,量子光学などのダイナミクスとの関わりが避けて通れない分野においては限定的ながら解決されている.レーザー電磁場を時間について周期的な外場とみなすと,系は離散的な時間並進対称性を持つ.このときエネルギーや固有状態といった概念が復活するのだ.この「フロケ理論」,そして回転枠などへの「ユニタリ変換の方法」を使うと,時間依存ハミルトニアンが駆動する多体系ダイナミクスを静的な有効ハミルトニアンで理解できるのである.望みの物性が実現するような動的状況を与える外場をフロケ理論の有効模型からさかのぼって設計することを,物性を操るという意味を込めて「フロケエンジニアリング」と呼ぶ.</p><p>多体系のフロケエンジニアリングは,冷却原子系や電子系で発展してきたが,近年磁性体の制御にも適用されはじめている.例えば,標準的な磁性絶縁体に円偏光レーザーを照射し磁化を生成・成長させる方法が提案されている.これはレーザー周波数のエネルギースケールに対応する大きな静磁場が有効模型に現れることに由来する.</p><p>レーザーによるスピン流生成は超高速スピントロニクスの主要テーマの一つであり,特異な光・物質結合を持つマルチフェロイクス(強誘電磁性体)が注目されている.この系ではスピンはレーザーの磁場成分だけでなく電場にも応答する.あるクラスのマルチフェロイクスに円偏光レーザーを照射するとベクトルスピンカイラリティ(またはジャロシンスキー・守谷相互作用)が生じることが有効模型・数値計算から示唆される.これを利用したスピン流の生成,およびその検出方法について,現実的な実験セットアップの理論提案もなされている.</p><p>レーザーを用いた物性制御は従来型秩序にとどまらず,系のトポロジカル秩序をも変化させられる.その具体例としてキタエフ模型への円偏光レーザー印加の研究がある.有効模型に生じるホッピング項がスピン液体基底状態にギャップをもたらし,系をエッジ状態を持つトポロジカルな状態へと変化させることが予言される.</p>

    DOI: 10.11316/butsuri.72.11_783

    CiNii Article

  • 3次元量子スピン系SPT相とO(6)非線形シグマ模型の間の双対性

    田中 秋広, 高吉 慎太郎

    日本物理学会講演概要集   71 ( 0 )   2755 - 2755   2016年

     詳細を見る

    出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>量子スピン系のAKLT状態は典型的なSPT相と成り得るが、我々はこれまで空間一次元、二次元の場合について、その条件をトポロジカル項付きの非線形シグマ模型を用いて特定してきた。今回、3次元への拡張方法を見出したので報告する。特に理論の部分群であるO(4)セクターのモノポール凝縮が果たす役割について説明する。</p>

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_2755

    CiNii Article

  • 量子スピン系のSPT相におけるstrange correlator

    高吉 慎太郎, 田中 秋広

    日本物理学会講演概要集   71 ( 0 )   2756 - 2756   2016年

     詳細を見る

    出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    <p>系に対称性を課すことによって、パラメータ空間で相転移を経ずに自明な直積状態に移ることができず、トポロジカルな性質が守られる相をSPT相という。SPT相を特徴づける物理量として、strange correlatorと呼ばれる特殊な相関関数が提案されている。我々はいくつかの量子スピンSPT相において、strange correlatorを具体的に計算し、SPT相と自明相が区別されることを見る。</p>

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.71.2.0_2756

    CiNii Article

  • 16aCQ-12 平坦バンドのあるBose-Hubbard模型におけるペア朝永-Luttinger液体相

    桂 法称, 高吉 慎太郎, 渡辺 伯陽, 青木 秀夫

    日本物理学会講演概要集   70 ( 0 )   2536 - 2536   2015年

     詳細を見る

    出版者・発行元:一般社団法人 日本物理学会  

    DOI: 10.11316/jpsgaiyo.70.2.0_2536

    CiNii Article

全件表示 >>

研究費にかかる研究(調査)活動報告書 【 表示 / 非表示

  • 2021年度  強相関物質におけるダイナミクスの理論

    研究費の種類: その他

     詳細を見る

    レーザーを用いて強相関電子系の物性を制御する研究を行い、計4本の論文を出版した。

  • 2020年度  強相関物質におけるダイナミクスの理論

    研究費の種類: その他

     詳細を見る

    レーザーを用いて強相関電子系の物性を制御する研究を行い、計4本の論文を出版した。