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慶應義塾ITP派遣生からの現地報告書です


by keio-itp

カテゴリ:2013年シカゴ大学・花井( 6 )

the last day in Chicago

Hi, I'm Ryo Hanai, and this is my last day in the University of Chicago.

As I had written here in the past, I have succeeded in solving the gap equation for a non-equilibrium, pumped and decayed system, where I could discuss where the system turns into superfluids. To know more about what is going on in this system, it is an important task to investigate what would happen when the system is hit by a little hammer; how the system would excite.

It would be an enormous numeric work, so the construction of the algorithm to calculate this fast enough would be an important issue. This week, I was working on speeding up my program to prepare for the calculation I would do, and it looks like it's working pretty well.

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This internship became a really, really fruitful experience for me. I was just astonished at Professor Peter Littlewood, who were my supervisor here in Chicago, of how wide his knowledge was, and at the same time, how deep his understudying was. I cannot tell how many time he mentioned "hey, this might relate to that physics" which were always sharp and elegant. Since there are not so many people in the world that have deep knowledge of both many-body physics and non-equilibrium physics, he was a perfect man to work with.

Playing around with the grad-students here were a great fun for me. Although I could only understand 1 out of 10 conversations, I could still tell that physics people are physics people, no matter which country you live in. I'd like to especially thank Alex, who is also a grad-student that works for Peter, for helping me, having fruitful discussions with me, and also, chatting useless and meaningless things with me. It was really fun working with him.

I had a great time at I-House, my accommodation too, where they gave lots of events to interact with each other. It was a good time just sitting around at a dining room and chatting with my friends. I also should thank the Japanese friends I got to know here in Chicago, for everything they did to help me. I hope I can see them back in Japan.


At last, I would like to thank all the people that were in charge of this ITP internship program, and everyone who supported me during the visit.

The picture below is a shot at a dinner party.
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And my last picture for this blog is a million-dollar view of Chicago taken from John Hancock Center.
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by keio-itp | 2014-03-22 15:37 | 2013年シカゴ大学・花井

About my computer

Hi, I'm Ryo Hanai in Chicago University. You might wonder why I am now writing this blog in English, but you'll see soon...


I had a chance to talk to Professor D. S. Jin in JILA, one of the greatest experimentalists in cold atom physics, when she came to the University of Chicago as a invited speaker last week. I did not know, and was surprised that she had changed her field right after she got her Ph.D, from hard condensed matter physics to atomic physics (experimental techniques are a lot different between these two fields). What surprised me the most is that, she kind of "randomly"(that's what she said) chose her current field, and is now one of the greatest experimentalists in the field.

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Three weeks ago, I got my bag stolen at Museum of Science and Industry with my iPad in it. And this week, I got my computer stolen.

I was resting at Cafe, eating a fruit cup and coffee, with my bags and my computer (in a black bag) just aside of me. When I stood up to leave, I noticed there were no computer bags. I looked at the other side, with no computers. I looked just right underneath the table, and found no computers. I looked in my pockets, and finally noticed that my computer was stolen.
The fruit cup in this picture below is the exact same kind of cup I was eating when I got my computer stolen (I found this cup at my accommodation, I-House, and decided to eat it again).
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This cup just let me remember of that feeling I got when I noticed my computer was gone...

With no iPads nor computers I brought from Japan, devices I can use to write this blog is now quite limited. I'm writing this blog at the computer lab at I-House, and will probably be writing the rest of my blogs in English. Well, unless they would all come back.
by keio-itp | 2014-03-10 05:18 | 2013年シカゴ大学・花井

アート

シカゴ大学の花井です。

解析していた非平衡バージョンのギャップ方程式を解くプログラムが完成し、少しずつ最初の結果が出始めてきました。平衡極限をきっちり再現することを確認し、先行研究との対応も良好です。

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シカゴの中心街にあたるダウンタウンを散策してきました。シカゴは芸術の街で、歩いていると多くの“アート”に出会います。

写真は、その中でも一番人気の「The Bean」です。鏡でできた豆だと僕は理解しています。
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豆の下に入ればこのとおり!像がゆがんでて気持ち悪くなりました。
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もうすこし歩くと人の顔をした物体が。
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応募すれば、自分の顔も写してくれるみたいです。応募する気はありませんが。

さらに、街中には巨大な赤いキリン(僕の解釈)がいました。
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下の写真は、ピカソの絵を実際に作ってしまったものだそうです。
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僕には信じられませんが、牛とかに見える人もいるようですね。僕にはマントヒヒにしか見えません。
by keio-itp | 2014-02-16 03:58 | 2013年シカゴ大学・花井

科学産業博物館

シカゴ大学の花井です。科学産業博物館に行ってきました。シカゴの最も人気のある博物館で、今住んでいる宿舎から歩いて10分かからないほど近く気軽に行けるのも魅力です。科学技術がセクションに分けて展示してあり、その規模の大きさに圧倒されました。

写真はその博物館の人気展示物のひとつであるドイツ潜水艦U-505号です。第2次世界大戦中にアメリカ海軍に捕まえられたドイツの潜水艦です。潜水艦内部に入ることもできました(写真はフラッシュなしなら撮影OKだったのですが、フラッシュの切り方がすぐにはわからず撮影できませんでした…残念です)。
潜水艦にとって重要なのは「見つからないこと」だそうですが、敵に囲まれた際は何日間も物音を立てないように過ごさなければならなかったらしいです。水の中は音が伝わりやすいため、潜水艦の中を歩いただけでもその音を敵に感知されてしまうためです。潜水艦の狭い空間で身動きひとつとれない中何日も過ごしていたことを想像すると、当時の状況のすさまじさの一端を感じずにはいられませんでした。

この博物館には、この規模の展示物が何個もあり、1日ではとても回りきれないほどの大きさでした。シカゴにいる間にあと何度かは行きたいと思います。


さて、研究の進捗状況ですが、現在、超流動状態の性質を決定する、ギャップ方程式よばれる積分方程式を数値的に解いています。よく知られた方程式ですが、私は励起子系を想定し、粒子の流入+流出がある非平衡な場合に拡張した方程式を立て、その計算を行っているところです。数値積分のプログラムが完成し、粒子の流出をなくした場合は平衡状態の計算結果を再現することも確かめました。
しかし完成直後に、かなりの領域で解析的に計算ができてしまい、大幅な計算の高速化が見込めることに気づきました。現在は、(今後の計算のためにも)解析計算と数値計算を組み合わせたプログラムを書いている段階です。


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by keio-itp | 2014-02-02 07:46 | 2013年シカゴ大学・花井

2週目


シカゴ大学の花井です。初日の記録的な寒さ(日本でどの程度報道されていたか詳しくはわかりませんが、その日のシカゴは北極地点よりも寒かったらしいですね)も過ぎ去り、本格的にこちらの生活がスタートしました。

Peter B. Littlewood教授とも無事に会うことができ、研究の方針について話し合いました。私のこれから行う研究対象は、半導体にレーザーを当てることで生成する励起子(ポラリトン)系と呼ばれる系で起こる超流動の問題です。

超流動とは、様々な液体・気体を非常に低温まで冷やすことでその粘性が完全に消失し、抵抗を全く受けることなく粒子が流れるようになる、(電気抵抗が0になる)超伝導と類似の大変興味深い量子現象です。金属を冷やすことでできる超伝導は、低温で電子と電子に弱く働く引力により対を組むことで実現しています。一方、私の研究対象である励起子系は、半導体にレーザーを当てた際にできる電子とホールが互いのクーロン引力によって対になる(この対を励起子といいます)ことで超流動状態が実現する予言されています。
このような励起子の超流動状態は、通常の金属超伝導と異なり、非常に強く引き合っています。このような、たくさんの粒子が互いに強く相互作用している系は強相関系とよばれ、その理解は現代物理学の重要な課題のひとつです。さらに興味深いことに、一度できた励起子は、光に戻って消えてしまう(対消滅)ため、レーザーによる励起子の連続供給必要となる、本質的に非平衡な系となっています。

この系のような、強相関かつ非平衡な系の物性はほとんど理解されていないのが現状です。私はLittlewood教授のもと、その2つを同時に扱う理論を構築し、具体的にその性質の計算をしていこうと考えています。

写真はダウンタウンにでかけた際のものです。シカゴは芸術の街で、建物がどれも美しく、すべて異なったデザインをしています。

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また、ダウンタウンを流れるシカゴ川(ミシガン湖に流れています)を撮影しました。寒波によって凍った表面が割れて、きれいな模様になっていました。

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by keio-itp | 2014-01-21 15:27 | 2013年シカゴ大学・花井

はじめまして

このたびに慶應義塾大学ITPを利用してアメリカ・シカゴに短期留学させていただくことになりました、花井と申します。派遣期間は1月6日から3月22日の約3か月です。どうぞよろしくお願いします。

シカゴに到着したのは1月6日(月)でしたが、その日はここ20年で最悪の寒波がこの地域を襲った日で、-25℃まで冷え込みました。深く息をすると肺が凍ってしまう危険性があるらしく、できるだけ息をしないように注意しました。路面はすべて凍っており、大変危険な状況でした。空港から宿泊先への道のりで車の横転事故と衝突事故を1件ずつ目撃し、たいへん怖かったです(怖がっていたことをタクシーの運転手に茶化されました)。低温の影響で大学も休講となりました。宿泊先を大学内の寮に選んだのですが、大学の事務所が閉まっていたため宿泊する棟に入るカードがもらえず、事務処理に苦労するなど、波乱のスタートとなりました。

私の派遣先は、シカゴ大学および、そこと連携したアルゴンヌ国立研究所です。Peter B. Littlewood教授のもと、励起子/励起子ポラリトンの非平衡特性に関する理論研究を行う予定です。研究内容の詳細はおいおい説明していきたいと思います。

シカゴ大学のキャンパス内の写真を数枚載せておきます。すべての学部が同じキャンパスにあり、それゆえに大学が街のように広いです(というより、街とキャンパスのはっきりとした区切りがありません)。
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by keio-itp | 2014-01-12 04:54 | 2013年シカゴ大学・花井