초록 ▼

연구의 목적 및 내용
다양한 극저온 상태의 원자 기체 시스템에서의 양자 다체 물리학을 탐구하고 양자 측정학과 양자 센서에서의 응용방안을 연구한다. 또한, 응집 물질계를 다루는 다체 이론의 근본적인 특성과 다른 물리계에서의 양자장론과의 연관성을 조사한다.

연구결과
본 연구기간동안의 주요한 연구결과들은 다음과 같다.

ㄱ) 상호작용하는 보손 기체(Bose gas)의 파편화된 바닥상태가 특정한 조건하에서 양자 광학에서 유용하다고 알려진 고양이 상태(cat state)와 대응된다는 것을 발견하였고, 원거리

연구의 목적 및 내용
다양한 극저온 상태의 원자 기체 시스템에서의 양자 다체 물리학을 탐구하고 양자 측정학과 양자 센서에서의 응용방안을 연구한다. 또한, 응집 물질계를 다루는 다체 이론의 근본적인 특성과 다른 물리계에서의 양자장론과의 연관성을 조사한다.

연구결과
본 연구기간동안의 주요한 연구결과들은 다음과 같다.

ㄱ) 상호작용하는 보손 기체(Bose gas)의 파편화된 바닥상태가 특정한 조건하에서 양자 광학에서 유용하다고 알려진 고양이 상태(cat state)와 대응된다는 것을 발견하였고, 원거리 상호작용하는 경우에 대해서 이 새로운 양자상태의 작동방식을 탐구하였다.

ㄴ) 반도체를 다른 물리계와 결합한 복합 양자계는 극미한 자기장에 대한 정확한 측정을 가능하게 해 줄 도구로 알려져있다. 본 연구에서는 반도체와 보즈-아인슈타인 응축기체(BEC gas)가 자기적으로 결합한 복합 양자계를 이용하면 매우 작은 세기의 자기장을 표준 양자 한계를 넘어서는 정확도로 측정할 수 있음을 이론적으로 밝혔다.

ㄷ) 이중극 보즈-아인슈타인 응축 기체를 이용하여 가속팽창하는 우주 모형의 초-플랑크 영역에서의 물리학을 이론적으로 연구하였다. 이는 초기 우주의 인플레이션과 같은 급팽창하는 시기의 물리적 특성을 직접 실험실에서 극저온 원자단위 기체를 이용하여 탐구할 수 있는 가능성을 제시한다.

ㄹ) 절대영도의 상호작용하는 1차원 보손 기체에서의 위상 변동(phase fluctuation)을 탐구하였고, 변동하는 위상을 갖는 응축상태는 파편화된 상태로 기술될 수 있음을 밝혔다.

연구결과의 활용계획
저온의 원자와 SQUID-BEC 혼합물에 관한 우리의 연구는 양자 계측학(quantum metrology)과 양자 감지(quantum sensing)에 쓰이는 다체계 물리(many-body physics)에 대한 미래연구에 큰 영향을 줄 것이다.

또한 중력유추모델(analogue gravity)에 관한 연구는 이 전도유망한 분야를 통해 굽어진 시공간에서 양자장(quantum field)의 예견된 현상을 관측하는 방법을 발전시킬 것이다.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & contents
Exploring quantum many-body physics in various low temperature systems for possible applications in quantum metrology and quantum sensing, and to investigate the fundamental nature of many-body theory in condensed matter systems and its relation to quantum field theory in other

Purpose & contents
Exploring quantum many-body physics in various low temperature systems for possible applications in quantum metrology and quantum sensing, and to investigate the fundamental nature of many-body theory in condensed matter systems and its relation to quantum field theory in other systems.

Result
We showed, among other things, that

a) Fragmented condensate states are isomorphic to photonic cat states (PRL publication) and explored the behavior of these states for long-range interactions (PRA publication)

b) BEC-SQUID hybrids are useful for quantum metrology (PRA publication)

c) Trans-Planckian Physics in a de Sitter cosmos can be explored in a dipolar BEC (PRL publication)

d) Phase-fluctuating condensates in one dimension are fragmented (in a preprint)

Expected Contribution
Our research on cold quantum gases and SQUID-BEC hybrids will have impact on the future explorations of many-body physics for quantum metrology and quantum sensing.

The analogue gravity part of the research will foster this rapidly growing field to establish observation of fundamental predicted phenomena of quantum fields in curved spacetime.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 8
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 8
• 8. 참고문헌 ... 9
• 9. 연구성과 ... 9
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 12
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 12
• 12. 기타사항 ... 12
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 13
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 28
• 끝페이지 ... 35