2025/08/31 更新

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ニシムラ　ケンタロウ
西村　健太郎
NISHIMURA Kentaro
所属
教育研究院 自然科学系 特任助教
理学部 特任助教
職名
特任助教
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 2022年3月   慶應義塾大学 ）

研究分野

  • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする理論

経歴（researchmap）

  • 新潟大学   自然科学系   日本学術振興会 特別研究員（PD）

    2025年4月 - 現在

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  • 広島大学   持続可能性に寄与するキラルノット超物質拠点   研究員

    2023年12月 - 2025年3月

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  • 高エネルギー加速器研究機構   素粒子原子核研究所   博士研究員

    2022年4月 - 2023年11月

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  • 慶應義塾大学   理工学研究科   日本学術振興会 特別研究員 (DC1)

    2019年4月 - 2022年3月

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経歴

  • 新潟大学   理学部   特任助教

    2025年4月 - 現在

  • 新潟大学   教育研究院 自然科学系   特任助教

    2025年4月 - 現在

学歴

  • 慶應義塾大学   理工学研究科   基礎理工学専攻 物理学専修

    2017年4月 - 2022年3月

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  • 慶應義塾大学   理工学部   物理学科

    2013年4月 - 2017年3月

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所属学協会

 

論文

  • Domain-Wall Skyrmion Phase in Dense QCD at Strong Magnetic Fields Using Leading-Order Chiral Perturbation Theory

    MINORU ETO, Kentaro Nishimura, Muneto Nitta

    Phys.Rev.Lett.   134 ( 18 )   181902 - 181902   2025年5月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.134.181902

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  • Inhomogeneous entanglement structure in monoaxial chiral ferromagnetic quantum spin chain

    Kentaro Nishimura, Ryosuke Yoshii

    2025年4月

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    Chiral magnets, characterized by inhomogeneous magnetic moment arrangements,
    have attracted significant attention recently due to their topological orders,
    such as magnetic skyrmion lattices and chiral soliton lattices. In this work,
    we investigate the entanglement entropy of \textit{quantum} chiral magnets and
    demonstrate that it reflects the inhomogeneous nature of the ground state. We
    perform numerical simulations of a one-dimensional monoaxial chiral
    ferromagnetic chain with Zeeman term using the density matrix renormalization
    group method. Our results show that the entanglement entropy exhibits
    oscillatory behavior, which can be tuned by varying the external magnetic
    field. Analysis of the local magnetization and spin chirality further confirms
    that these oscillations correspond to solitonic structures. Moreover, our
    findings suggest that the entanglement entropy can serve as a probe for
    detecting the vacuum structure, providing new insights into quantum
    correlations.

    arXiv

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    その他リンク： http://arxiv.org/pdf/2504.08273v1

  • Quantum Hall liquids in high-density QCD

    Kentaro Nishimura, Naoki Yamamoto, Ryo Yokokura

    PHYSICAL REVIEW D   111 ( 5 )   2024年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevD.111.054010

    Web of Science

    arXiv

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    その他リンク： http://arxiv.org/pdf/2410.07665v1

  • Dense QCD<inf>2</inf> with matrix product states

    Tomoya Hayata, Yoshimasa Hidaka, Kentaro Nishimura

    Journal of High Energy Physics   2024 ( 7 )   2024年7月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP07(2024)106

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  • Non-Abelian chiral soliton lattice in rotating QCD matter: Nambu-Goldstone and excited modes

    Minoru Eto, Kentaro Nishimura, Muneto Nitta

    Journal of High Energy Physics   2024 ( 3 )   2024年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP03(2024)035

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  • Domain-wall Skyrmion phase in a rapidly rotating QCD matter

    Minoru Eto, Kentaro Nishimura, Muneto Nitta

    Journal of High Energy Physics   2024 ( 3 )   2024年3月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP03(2024)019

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  • Novel transition dynamics of topological solitons

    Kentaro Nishimura, Noriyuki Sogabe

    Physical Review D   109 ( 1 )   2024年1月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevD.109.014028

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  • Phase diagram of QCD matter with magnetic field: domain-wall Skyrmion chain in chiral soliton lattice

    Minoru Eto, Kentaro Nishimura, Muneto Nitta

    Journal of High Energy Physics   2023 ( 12 )   2023年12月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP12(2023)032

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  • How baryons appear in low-energy QCD: Domain-wall Skyrmion phase in strong magnetic fields

    Eto, Minoru, Nishimura, Kentaro, Nitta, Muneto

    2023年4月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Low-energy dynamics of QCD can be described by pion degrees of freedom in
    terms of the chiral perturbation theory(ChPT). A chiral soliton lattice(CSL),
    an array of solitons, is the ground state due to the chiral anomaly in the
    presence of a magnetic field larger than a certain critical value at finite
    density. Here, we show in a model-independent and fully analytic manner (at the
    leading order of ChPT) that the CSL phase transits to a {\it domain-wall
    Skyrmion phase} when the chemical potential is larger than the critical value
    $\mu_{\rm c} = 16\pi f_{\pi}^2/3m_{\pi} \sim 1.03 \;\; {\rm GeV}$ with the
    pion's decay constant $f_{\pi}$ and mass $m_{\pi}$, which can be regarded as
    the nuclear saturation density. There spontaneously appear stable
    two-dimensional Skyrmions or lumps on a soliton surface, which can be viewed as
    three-dimensional Skyrmions carrying even baryon numbers from the bulk despite
    no Skyrme term. They behave as superconducting rings with persistent currents
    due to a charged pion condensation, and areas of the rings' interiors are
    quantized. This phase is in scope of future heavy-ion collider experiments.

    arXiv

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    その他リンク： http://arxiv.org/pdf/2304.02940v1

  • Formation of a chiral soliton lattice

    Tetsutaro Higaki, Kohei Kamada, Kentaro Nishimura

    Physical Review D   106 ( 9 )   2022年11月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevD.106.096022

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  • Phases of rotating baryonic matter: non-Abelian chiral soliton lattices, antiferro-isospin chains, and ferri/ferromagnetic magnetization

    Minoru Eto, Kentaro Nishimura, Muneto Nitta

    Journal of High Energy Physics   2022 ( 8 )   2022年8月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP08(2022)305

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  • Topological term, QCD anomaly, and the η′ chiral soliton lattice in rotating baryonic matter

    Kentaro Nishimura, Naoki Yamamoto

    Journal of High Energy Physics   2020 ( 7 )   2020年7月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP07(2020)196

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  • Anomaly-Induced Effects of Rotating Dense Matter

    Xu-Guang Huang, Kentaro Nishimura, Naoki Yamamoto

    Proceedings of the 8th International Conference on Quarks and Nuclear Physics (QNP2018)   2019年11月

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：Journal of the Physical Society of Japan  

    DOI： 10.7566/jpscp.26.031020

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  • Anomalous effects of dense matter under rotation

    Xu Guang Huang, Kentaro Nishimura, Naoki Yamamoto

    Journal of High Energy Physics   2018 ( 2 )   2018年2月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1007/JHEP02(2018)069

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講演・口頭発表等

  • Exploring Dense QCD through Hamiltonian Lattice Simulations in (1+1) Dimensions 招待

    西村健太郎

    Tensor Network 2025  2025年7月 

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    開催年月日： 2025年7月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Phase diagram of QCD matter with magnetic field: domain-wall Skyrmion chain in chiral soliton lattice

    Kentaro Nishimura

    Topology and Dynamics of Magneto-Vortical Matter  2025年1月 

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    開催年月日： 2025年1月

    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Phase diagram of QCD matter with magnetic field: domain-wall Skyrmion chain in chiral soliton lattice 招待

    Kentaro Nishimura

    Symmetry and Effective Field Theory of Quantum Matter  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Phase diagram of QCD matter with magnetic field: domain-wall Skyrmion chain in chiral soliton lattice

    Kentaro Nishimura

    Compact stars in the QCD phase diagram  2024年10月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 1+1次元有限密度QCDのハミルトン形式による数値解析

    西村健太郎

    基研研究会 「熱場の量子論とその応用」  2024年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Phase diagram of QCD matter with magnetic field: domain-wall Skyrmion chain in chiral soliton lattice

    Kentaro Nishimura

    QCHSC2024 (The XVIth Quark Confinement and the Hadron Spectrum Conference)  2024年8月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Exploring Dense QCD through Hamiltonian Lattice Simulations in (1 + 1) Dimen- sions

    Kentaro Nishimura

    XQCD2024 (The 20th international conference on QCD in extreme conditions)  2024年7月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 磁場中におけるQCD物質の相構造：カイラルソリトン格子中のドメインウォールスカーミオン鎖

    西村健太郎

    日本物理学会2024年春季大会  2024年3月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Non-Abelian chiral soliton lattice in rotating QCD matter: Nambu-Goldstone and excited modes

    Kentaro Nishimura

    Condensed Matter Physics of QCD 2024  2024年3月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • How baryons appear in low-energy QCD: Domain-wall Skyrmion phase in strong mag- netic fields

    西村健太郎

    瀬戸内サマーインスティテュートSSI2023  2023年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 磁場中の有限密度QCDにおけるトポロジカルな二次相転移

    西村健太郎

    KEK研究会 「熱場の量子論とその応用」  2023年8月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • How baryons appear in low-energy QCD: Domain-wall Skyrmion phase in strong mag- netic fields

    Kentaro Nishimura

    XQCD2023 (The 19th international conference on QCD in extreme conditions)  2023年7月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 非可換カイラルソリトン格子中の南部・ゴールドストーンモード

    西村健太郎

    日本物理学会2023年春季大会  2023年3月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 1+1次元有限密度QCDのハミルトニアン形式を用いた数値解析

    西村健太郎

    日本物理学会2023年春季大会  2023年3月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 回転するバリオン物質の相構造：非可換カイラルソリトン格子、反強磁性アイソスピン鎖とフェリ・フェロ磁性

    西村健太郎

    基研研究会 「熱場の量子論とその応用」  2022年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • カイラル物質における重力場の不安定性

    西村健太郎

    KEK理論センター研究会 「熱場の量子論とその応用」  2021年8月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Topological term, QCD anomaly, and eta' chiral soliton lattice in rotating baryonic matter

    Kentaro Nishimura

    KEK theory workshop  2020年12月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 回転するバリオン物質におけるトポロジカル項、QCD anomalyとη’カイラルソリトン格子 招待

    西村健太郎

    KEK理論センター研究会「熱場の量子論とその応用」  2020年8月 

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    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Inhomogeneous eta’ condensation in rotating baryonic matter

    Kentaro Nishimura

    Quantum kinetic theories in magnetic and vortical fields  2019年12月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Chiral soliton lattice in dense matter under rotation

    Kentaro Nishimura

    Quantum systems in extreme conditions  2019年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 回転するバリオン物質における非一様η’凝縮相

    西村健太郎

    日本物理学会2019年秋季大会  2019年9月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 回転するバリオン物質におけるη’中間子のカイラルソリトン格子状態

    西村健太郎

    KEK理論センター研究会「熱場の量子論とその応用」  2019年9月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Chiral soliton lattice in dense matter under rotation

    Kentaro Nishimura

    XQCD2019 (The 17th international conference on QCD in extreme conditions)  2019年6月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Chiral soliton lattice in rotating and dense matter

    Kentaro Nishimura

    8th International Conference on Quarks and Nuclear Physics  2018年11月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Chiral soliton lattice in dense matter under rotation

    Kentaro Nishimura

    Quark Matter 2019 - the XXVIIIth International Conference on Ultra-relativistic Nucleus-Nucleus Collisions  2018年11月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • 回転する高密度バリオン物質におけるカイラルソリトン格子

    西村健太郎

    KEK理論センター研究会「熱場の量子論とその応用」  2018年8月 

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    会議種別：ポスター発表  

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  • Anomalous effects of dense matter under rotation

    Kentaro Nishimura

    Avenues of quantum field theory in curved spacetime  2018年7月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 回転する高密度バリオン物質におけるカイラルソリトン格子

    西村健太郎

    日本物理学会年次大会  2018年3月 

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    会議種別：口頭発表（一般）  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • QCDにおける非一様相の第一原理計算による検証とトポロジカルな二次相転移

    研究課題/領域番号：25K17392

    2025年4月 - 2028年3月

    制度名：科学研究費助成事業

    研究種目：若手研究

    提供機関：日本学術振興会

    西村 健太郎

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    配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）

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  • 磁場中の有限密度QCDにおけるトポロジカルな二次相転移

    研究課題/領域番号：25KJ0148

    2025年4月 - 2028年3月

    制度名：科学研究費助成事業

    研究種目：特別研究員奨励費

    提供機関：日本学術振興会

    西村 健太郎

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    配分額：3510000円 （ 直接経費：2700000円 、 間接経費：810000円 ）

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  • 回転するQCD物質と物性系におけるトポロジカル輸送現象と相構造の普遍性

    研究課題/領域番号：19J21593

    2019年4月 - 2022年3月

    制度名：科学研究費助成事業

    研究種目：特別研究員奨励費

    提供機関：日本学術振興会

    西村 健太郎

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    配分額：2500000円 （ 直接経費：2500000円 ）

    本年度はカイラル物質の電磁場への応答であるカイラル磁気効果や異常ホール効果を統一的に記述するトポロジカルな場の理論であるアクシオン項をトーションの存在する系への一般化を目指した。その際にカイラル運動論を用いたが外場に対して一次までの輸送しか記述できず、考えていた輸送現象は二次応答なので直接適用することが不可能であった。二次応答を記述するためには、外場に対してウィグナー関数を通常一次まで計算しているところを二次まで求める必要があった。
    回転する3フレーバーのバリオン物質の基底状態に関して、昨年度の論文JHEP07(2020)196でη’中間子のカイラルソリトン格子（CSL）状態になることを示したが、実はπ中間子を考慮することで新奇な基底状態になることを発見した。今回の解析では簡単のために２フレーバーを考え、軸性変換方向の中間子であるη中間子とπ中間子の両方を考慮した低エネルギー有効理論を用いた。その結果、η中間子とπ中間子の崩壊定数の差により、先行研究で考えたηCSL格子状態はπ中間子の揺らぎに対して不安定であることを示した。実現される基底状態は、回転軸の方向にアイソスピンの自由度をもつソリトンが反強磁性的に並んだ状態である。この状態はπ中間子部分が重要であることから非可換CSL格子状態と呼ぶことにした。更に非可換CSL状態はソリトンがダイマーを形成したダイマー相と完全に分離している非閉じ込め相に分類でき、ダイマー相は非閉じ込め相、従来知られていたηCSLとQCD真空三つの相と接しており、三重臨界点が存在することを発見した。励起状態もηCSLとは異なり、並進対称性の自発的破れに伴うフォノンと、アイソスピン対称性の自発的な破れに伴う別のギャップレスモードが生じる。更にη,π中間子に関するトポロジカル項によって非可換CSL状態はフェリ磁性、ηCSLはフェロ磁性になることを示した。

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