1. ンバ
教授 矢花 一浩 講師 橋 幸男
2. 概要
当 子多粒子系 計算 学的 主要 方法論
原子 物理 物質 学 学 わ 範 研究 展開 い
原子 物理学 陽子 中性子 多体系 捉え 原子 特 陽子数 中性子数 異
原子 子 観灎 研究 逭 い 構造 応
斴 構造や元素 起源 巡 物理学 密接 関連 中長期的 連携 活動 瘠展 い 考え い
原子 物理学 共通 方法論 用い 物質 学 い 電子 子 ン法 研究 展開 い 特 時間依存密 汎関数理
論 用い ン 関 多 経験 実績 ン
ン 生 機構 関 研究 磁気 色性 関 研究 果 挙 新 組 強 物質 相互作用 第一原理計算的 述 非線形電子励起 伴
う 伝播 述 -TDDFT ン法
開瘠 着手
3. 研究成果
時間依存密 汎関数理論 物質中 電子 計算
強 物質中伝播 述 開瘠 矢花 杉山
篠原 乙部 原研 G.F. Bertsch Univ. Washington
固体中 伝播や 表面 射 現象 通常 屈折率 用い 述
日 学 ン 用い 強 超 強い 電場 起因
非線形 電子応答 様々 現象 問 い う 強
物質 相互作用 理解 従来 電磁気学 枠組 超え 必要
原理的 強 電子 時間依存 ン 方程式
述 電磁場 電子 密 や ン 持 方程式 述
両者 結 方程式 解 い 視 領域 波長 μm 程
あ 電場 誘起 電子 空間 原子 程 nm
程 あ 異 空間 問 扱う ン法 開瘠
42 必要
々 電子 時間依存密 汎関数理論 用い 電子 運動 述 時
間依存 ン 方程式 電磁場 伝播 述 方程式
う ン 能 検討 得 方
程式系 摂動論 用い 誘電率 方程式 時間依存 ン
方程式 確 ン法
作 予備的 計算 遂行 結晶表面 電子 生 確
磁気 色性 実時間計算 李 矢花 G.F. Bertsch Univ. Washington
静磁場中 置 原子や 子 偏 偏 吸 差 磁気 色性 計算 行わ い 摂動論 扱う場 電場 静磁場
複雑 計算 必要 最近 応答関数理論 用 い 枠組 様々 子 学手法 計算 盛 行わ い
々 磁気 色性 時間依存 ン 方程式 実時間解法 用い 新 開瘠 限 強 静磁場中 極場 摂動 え 非線形 時 間依存 ン 方程式 非線形 解 あ 静磁場 極場 強 十 弱
微 磁気 色性 強 関数 得 能
枠組 い 機 子 C60 子 適用 々 枠組
保存擬 ン 用い 和則 大 破 見出
実験値 比較 計算結果 性的 磁気 色性 符 再現 強
絶 値 関 数倍 差異 見出 場 多い 見出 時間依
存密 汎関数理論 原子や 子 振動子強 的 信 結果 え
磁気 色性 得 結果 信 関 慎 敦 必要 あ
ン ン 生 機構 時間依存密 汎関数理論 研究 篠原 矢 花 乙部 原研 G.F. Bertsch Univ. Washington
固体中 学 ン 振動数 比 長 い超 照射 起
現象 一 ン ン あ 生 関 現象論
い 調 ISRS Impulsive Stimulated Raman Scattering DECP Direct Excitation
of Coherent Phonon 存 議論
々 時間依存密 汎関数理論 第一原理 ン ン 生 起源 解明 試 半 体 あ Si 例 異 振動数 持 照射
43
計算結果 調 時間依存密 汎関数理論 ISRS DECP 含
明 直接 ン い振動数 照射
照射中 間 起 電子励起 力 働 ISRS 機構 ン ン
生 見出 一方 直接 ン 越え 振動数 照射 場
照射 実励起 起 照射 力 働 DECP 機構
ン ン 生 見出 う 時間依存密 汎関数理論 第一原
理 ン ン 述 能 あ 初 明
ン ン 実験的測 Sb等 半金属物質 数多 行わ
場 ン 応 ISRS型 DECP型 混 興味深い現象 報告
い 半金属 あ Bi 極 大 振幅 持 ン ン
振幅 絶 値 含 測 い 計算 逭行中 あ
Si 結晶 照射 場
計算結果 部 え 電場 赤線 極 含 全電場 緑線 電子密 表 底状態 中央
時 A B 底状態
密 変 赤 電子 増 青 少 表 A 電場 一時的 励起 B
実励起 見
原子 団運動 理論 構造
BCS形式 時間依存密 汎関数理論 張 幡 中務 理研 稲倉 橋 矢花 子多体系 あ 原子 微視的 述 場 超流動性 考慮 扱
い 要 超 流 動 性 入 子 理 論 時 間 依 存
Hartree-Fock-Bogoliubov HFB 理論 知 い 数値的 扱い 極
元実空間差 法 用い 述 い い 々 準 底表
示 用い BCS近似 相関効果 入 枠組 開瘠
44
枠組 準 底表示時間依存Hartree-Fock-Bogoliubov理論(Cb-TDHFB) い 昨
現実的 Skyrme 効相互作用 用い 軽い原子 計算 行い 行研究 比較
行 結果 現実的 相関 扱 HFB理論 研究 非常 近い結果 え
明 い 種(172Yb) 計算 行い Cb-TDHFB 従来 比
1000倍程 い計算 等 結果 え 系統的計算
開始 軽い 電気 極子振動(E1) 結果 蓄積 相関 E1 相関 効果 系統的調 い
原子 元的回転運動 理論 橋 堀端 青森大
原子 回転運動 原子 団運動 中 最 著 例 あ 原子 均場
回転運動 部 子 ン 運動 現 あ 背 原子 均場
密 緊密 関係 い いう原子 自己無撞着性 nuclear self-consistency あ 原 子 回転運動 研究 主 軸 称変形 主軸 わ 常回転 象 ン
ン 模型 い 行わ い 一方 理論的 立場 一般的 回転運動 存 期 い え 原子 軸 称 軸非 称変形 “主軸 わ
常 的 回 転” い う 礎 一 種 ン 生 う 運 動 起
Bohr Mottelson 教 書 指摘 い 運動 ン (wobbling)
回転軸 均場 主軸 才差運動 う 振 舞い 研究 ン
運動 含 元的 回転運動 原子 い う 生 微視的 理解 目的 い
昨 引 い 182Os 傾斜角回転 tilted axis rotation; TAR
含 励起状態 い 生 標法 用い 調 均場近似
prolate 変形 ン型 い 主 回転軸 乗 い “赤遈” 見 “ 緯”方向
“ 緯”方向 称 ン 解 存 理
論的 称 均場解 間 子力学的 ン 効果 結
生 緯領域 解 緯領域 解 縮 い いう灎 あ わ わ
P.M.Walker 実験 得 K 子数 8 ン い 底状態 ン ン 交
差 “ ン ” 現象 ン ン
明 期 い 計算 得 ン 値 約150keV 250keV
あ 波動関数 期 称性 精 十 い いう問 灎 あ
計算 礎 波動関数 精 大幅
見直 逭 い
Gogny力 用い 時間依存HFB 開瘠 橋 藤
45
々 Gogny力 用い 時間依存 方程式 数値的 解 方法 開瘠
展開 い 微 振幅 撃力 え 波動関数 初期条件 場 方法 準粒子
Ｐ 一方 非線形効果 振幅 増大 要 昨 球形
ン Ti 原子 い 軸 称変形 範 大振幅振動運動 和現象 扱
非軸 称 振動 考慮 場 張 計算 実行 四 極型 非 軸 称性振動運動 場 巨大共鳴領域 相当 い振動数 振動運動
振動中心 和 最終的 球形 振動中心 大振幅 運動 落 着い い 運動 い 軸 称運動 場 う p3/2 軌遈 相関力
占 数 変動 見 粒子状態 占 方 敦熱的 あ う 見え 様 計算
え ン い 行い 和 伴う大振幅運動 異 f7/2
軌遈 d3/2 軌遈 間 相互作用 粒子 占 状態 変 起 わ 過程 敦熱的 見え 一方 相互作用 働 い変形領域 い
局 灎 う 近傍 軌遈 一 領域 閉 明
非線形大振幅運動 容 間結 効果 いう視灎 理解 い 方向 あ
多Slater行列式 わ 軽い原子 述 福岡 船木 矢花 中務 理研
非経験的 原子 性質 理解 日 原子 理論 大 目標 い 12C 底状態 生 力 い 述 能 励起状態 現
状態 非経験的 述 大 目標 い 研究 子間相互作 用 幅 い 種 底状態や応答関数 均場模型 範 述 Skyrme相互作用 用い 乱雑 初期波動関数 虚時間法 用い 多数 Slater 行列式 生
わ え ン 束 励起 述 行 う
いう あ
12C 述 行 励起 関 概 満足 い 結果 得
02+状態 半 従来 模型 述 比 底状態 大
差 い結果 計算 用い い 枠組 模型 波動関数 用
い 計算 行 結果 模型波動関数 02+状態 大 半 持
結果 得 模型波動関数 乱雑 初期波動関数 生 波動関
数 両方 用い わ 02+状態 模型波動関数 混
い半 結果 得 実験的 底状態 02+状態 遤移行列要素 得
い 模型 予測 回 計算 中間 あ
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多 行列式 わ 12C原子 構造 計算 励起領域
精 再現 励起構造 現 様々 構造 非経験的
述 い
4. 研究業績
研究論文
1. Magnetic Circular Dichroism in Real-time Time-Dependent Density Functional Theory K.M. Lee, K. Yabana, G.F. Bertsch
J. Chem. Phys. 134, 144106 (2011).
2. Coherent phonon generation in time-dependent density functional theory Y. Shinohara, K. Yabana, Y. Kawashita, J.-I. Iwata, T. Otobe, G.F. Bertsch Phys. Rev. B82, 155110 (2010).
3. First-principles Calculation of Coherent Phonon Generation in Diamond Y. Shinohara, Y. Kawashita, J.-I. Iwata, K. Yabana, T. Otobe, G.F. Bertsch, J. Phys. Cond. Matter 22, 384212 (2010).
4. A Massively-Parallel Electronic-Structure Calculations Based on Real-Space Density Functional Theory J.-I. Iwata, D. Takahashi, A. Oshiyama, T. Boku, K. Shiraishi, S. Okada, K. Yabana
J. Comp. Phys. 229, 2339-2363 (2010).
5. Canonical-basis time-dependent Hartree-Fock-Bogoliubov theory and linear-response calculations S.Ebata, T.Nakatsukasa, T.Inakura, K.Yoshida, Y.Hashimoto, K.Yabana
Phys. Rev. C 82 (2010), 034306
6. Canonical-basis TDHFB 用い 線形応答計算
幡 修一郎, 中務 孝, 稲倉 恒法, 賢 , 橋 幸男, 矢花 一浩
47
素粒子論研究 119 No.1 (電子爮)(p.154-161), 大振幅 団運動 微視的理論
7. Linear Response Calculation Using Canonical-Basis TDHFB with a schematic pairing functional S.Ebata, T.Nakatsukasa, T.Inakura, Y.Hashimoto, K.Yabana
Mod. Phys. Lett. A25 (2010), 2001-2002
8. A description of t-band in 182Os within the fully microscopic calculation, Y. Hashimoto and T. Horibata,
INFORMATION Vol. 13, 569-575(2010).
9. Quantum mechanical efects in tilted axis rotations in 182Os, Y. Hashimoto and T. Horibata,
AIP Conference Proceedings Vol. 1235, 91-95 (2010).
学会発表
A 招待講演
1. First-principles theoretical description for many-electron dynamics induced by ultrashort laser pulses K. Yabana, Symposium at PACIFICHEM 2010, Honolulu, U.S.A., Dec. 15-20, 2010.
2. Dynamical Role of Halo Nucleons in Nuclear Reactions
K. Yabana, Halo 2010 Symposium, Shonan Village Center, Japan, Dec. 6-9, 2010.
B そ 他 学会発表
1. Ab-initio description for laser-induced electron-phonon dynamics in dielectrics
K. Yabana, 7th Int. Symp. on Ultrashort Surface Dynamics, Brijuni Isrand, Croatia, Aug. 22-26, 2010.
2. Systematic study of E1 mode using Canonical-basis TDHFB
S. Ebata, T. Nakatsukasa, T. Inakura, K. Yoshida, Y. Hashimoto, K. Yabana, French-Japanese Symposium on Nuclear Structure Problems, RIKEN , Jan.5-8, 2011.
3. The research of E1 mode using Canonical-basis TDHFB
S. Ebata, T. Nakatsukasa, T. Inakura, K. Yoshida, Y. Hashimoto, K. Yabana, JAPAN-ITALY EFES Workshop on Correlations in Reactions and Continuum, Torino, Sept. 6-8, 2010.
4. Linear Response Calculation using Canonical-basis TDHFB with a schematic pairing functional S. Ebata, T. Nakatsukasa, T. Inakura, Y. Hashimoto, K. Yabana, Second EMMI-EFES Workshop on
Neutron-Rich Nuclei (EENEN10), RIKEN, June 16-18, 2010.
5. Nonlinear collective oscillations of light nuclei in TDHFB with Gogny force
Y. Hashimoto, Second EMMI-EFES Workshop on Neutron-Rich Exotic Nuclei (EENEN 10) RIKEN, June 16 – 18, 2010.
6. Description of t-band in 182Os with HFB+GCM,
Y.Hashimoto, University of Aizu-JUSTIPEN-EFES symposium “Cutting-Edge Physics of Unstable Nuclei”,
48 U. Aizu, Nov. 10-13, 2010.
7. Theoretical investigation for generation of coherent phonon in bulk Si
Y. Shinohara, K. Yabana, Y. Kawashita, J.-I. Iwata, T. Otobe, G. F. Bertsch, 7-th International Symposium on Ultrafast Surface Dynamics USD7, Brijuni Islands, Croatia, Aug. 22-26, 2010.
8. Description of Coherent Phonon Generation in Dielectrics based on Real-Time TDDFT calculation Y. Shinohara, K. Yabana, Y. Kawashita, J.-I. Iwata, T. Otobe, G. F. Bertsch, Int. Conf. on Core Research and Engineering Science of Advanced Materials, Osaka Univ. May 30-June 4.
9. 原子 移行 応 解 応 視灎
矢花一浩, RCNP研究会 ン蓄積 ン 物理 阪大RCNP 2010 9 24 25日
10. 時間依存密 汎関数理論 強 伝播 述
矢花一浩 篠原康 杉山健 G.F. Bertsch, 日 物理学会2010 秋 大会 大阪府立大学中瘤舌鳥
ン 2010 9 24日
11. 実時間 実空間TDDFT法 用い 磁気 色性 第一原理計算
李畊旻 矢花一浩 G.F. Bertsch, 日 物理学会2010 秋 大会 大阪大学中瘤舌鳥 ン
2010 9 24日
12. TDHF 多 子移行 応 述 向
矢花一浩 応研究会 阪大RCNP 2010 8 2 4日
13. Canonical-basis TDHFB 用い 線形応答計算
幡 修一郎, 中務 孝, 稲倉 恒法, 賢 , 橋 幸男, 矢花 一浩 大振幅 団運動 微視的理論 研究会 大 研 2010 10 24-26日
14. CbTDHFB A=50近 E1 研究
幡 修一郎, 中務 孝, 稲倉 恒法, 橋 幸男, 矢花 一浩 日 物理学会 2010 秋 大会 九
業大学 2010 9 11-14日
15. Gogny-TDHFB 原子 非線形振動 和
橋 幸男, 大振幅 団運動 微視的理論 研究会 大 研 2010 10 24-26日
16. HFB+GCM 指標 述
橋 幸男 堀端孝俊 日 物理学会 2010 秋 大会 九 業大学 2010 9 11-14日
17. 多 行列式 わ 12C励起構造 述
福岡 , 船木 靖郎, 矢花 一浩, 中務 孝 日 物理学会 第66回 大会 新潟大学 2011
3 28日
18. Skyrme力 用い 多 行列式 軽い 励起状態 述
福岡 , 船木 靖郎, 矢花 一浩, 中務 孝
日 物理学会 2010 秋 大会 九 業大学 2010 9 11-14日
19. 軸 称調和振動子 底 用い 時間依存密 汎関数 軽い 線形応答
49
藤竜也 橋 幸男 矢花一浩, 日 物理学会2010 秋 大会 九 業大学 2010 9 11-14
日
20. TDHFB 非軸 称非線形振動 研究
藤竜也 橋 幸男 矢花一浩 日 物理学会 2011 会 新潟大学 2011 3 25-28日
21. 強 超 誘起 誘電体 直流電流 絶 相依存性
篠原康 乙部智仁 矢花一浩 日 物理学会66回 大会 新潟大学 2011 3 25日-28日
22. 強 誘起 電子-格子 第一原理計算
篠原康 乙部智仁 岩 潤一 矢花一浩 G.F. Bertsch 物性研 CMSI 世 情報 研
究会 計算物質 学 課 展望 東大物性研 2011 1 5日-7日
23. 時間依存密 汎関数理論 半 体 ン ン生 振動数依存性 析
篠原康 矢花一浩 洋輔 岩 潤一 乙部智仁 日 物理学会2010 秋 大会 大阪府立大 学 2010 9 23日-26日
24. 強 伝 述 開瘠
矢花一浩 杉山健 篠原康 乙部智仁 G.F. Bertsch
物性研 CMSI 世 情報 研究会 計算物質 学 課 展望 東大物性研 2011 1 5-7日
25. 強 伝 述 第一原理 開瘠
杉山健 篠原康 乙部智仁 矢花一浩 G.F. Bertsch 日 物理学会第66 回大会 新潟大学 2011
3 25-28日
5. 連携 国際活動 社会貢献、その他
間依存密度汎関数理論 基 研究 物質科学 関 ワ ン ン大 Bertsch教授 大
Rubio教授 子研 信 准教授 原子核物理 関 理 学研究所 中務准主任研究員 密接
協力 行 い
実 間 実空間法 基 間依存 ン 方程式 数値解法 主要 方法論 用い い 様 方法 国 外 開発 進 い 最近進展 結晶中 電子
記述 計算法 関 例 少 計算 開 向 準備 進 い