PRESS RELEASES
ミクロ法則とマクロ法則を橋渡しする新しい関係式を発見 - 量子力学と熱力学がそれぞれ与える感受率の間の関係を解明 -研究成果
掲載日：2020年3月18日
東京大学大学院総合文化研究科先進科学研究機構の千葉侑哉大学院生、清水明機構長、大阪大学全学教育推進機構の浅野建一教授は、ミクロな法則である量子力学と、マクロな法則である熱力学とを橋渡しする、新しい関係を理論的に発見しました。
まず、物質に磁場を突然かけたときに量子力学に従って磁化が誘起される程度を表す感受率が、かける磁場の波数の関数として不連続に飛ぶことを示しました。そして、この飛びの前後の値が、ゆっくり磁場をかけて熱力学に従って磁化が変化する場合に得られる二種類の感受率にそれぞれ等しくなることを発見しました。さらに、このように量子力学の結果と熱力学の結果が綺麗に整合するために物理系が満たすべき条件も明らかにしました。
これらは、ひとつの物質にミクロ法則とマクロ法則が矛盾なく成り立っている仕組みと関係を解明するための重要な一歩になるものです。
まず、物質に磁場を突然かけたときに量子力学に従って磁化が誘起される程度を表す感受率が、かける磁場の波数の関数として不連続に飛ぶことを示しました。そして、この飛びの前後の値が、ゆっくり磁場をかけて熱力学に従って磁化が変化する場合に得られる二種類の感受率にそれぞれ等しくなることを発見しました。さらに、このように量子力学の結果と熱力学の結果が綺麗に整合するために物理系が満たすべき条件も明らかにしました。
これらは、ひとつの物質にミクロ法則とマクロ法則が矛盾なく成り立っている仕組みと関係を解明するための重要な一歩になるものです。
- 詳しい内容はこちら（PDF）
- 東京大学 清水明研究室
- 東京大学大学院 総合文化研究科広域科学専攻相関基礎科学系
- 東京大学大学院総合文化研究科・先進科学研究機構
- 東京大学大学院総合文化研究科・教養学部
- 大阪大学 全学教育推進機構/理学研究科物理学専攻 量子物性論（浅野）グループ
- 大阪大学全学教育推進機構
論文情報
Yuuya Chiba＊, Kenichi Asano, and Akira Shimizu, "Anomalous behavior of magnetic susceptibility obtained by quench experiments in isolated quantum systems," Physical Review Letters: 2020年3月20日, doi:10.1103/PhysRevLett.124.110609.
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