高橋義朗 理学研究科教授、田家慎太郎 同助教、高須洋介 同准教授、津野琢士 同修士課程学生（研究当時）らの研究グループは、小澤知己 東北大学教授と共同で、極低温のルビジウム原子を用いた実験により、「トポロジカル原子レーザー」の発振に世界で初めて成功しました。　本研究では、光（レーザー）の分野で発展してきた「非エルミート量子力学（利得と損失を伴う物理学）」を原子の世界に拡張するため、原子の内部状態を人工的な空間次元（人工次元）と見なす手法を用いました。さらに、通常は原子を冷却するために用いる「蒸発冷却」のプロセスを通して、特定の高エネルギー状態（トポロジカル端状態）にある原子を集中的に増...

周囲の環境と相互作用をしない孤立した量子多体系がどのように熱平衡状態に至るか（熱化するか）という問題は、現代の量子物理学および熱・統計物理学における重要なトピックの一つとなっています。そこでは特に、熱化のメカニズムの理解のために、逆に熱化しない非エルゴード系と呼ばれる系が注目され、盛んに研究がなされています。そのような非熱化の振る舞いをもたらす機構として、非自明な保存量が存在することで熱化が妨げられる、ヒルベルト空間断片化と呼ばれる機構が近年注目を集めています。　本多寛太郎 理学研究科博士課程学生（現：同博士研究員）、高橋義朗 同教授らの研究グループは、段下一平 近畿大学教授らの研究...