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6月の気になった物性系論文(暫定版)

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6月の気になった物性系論文です。
うまくいくことってなかなかないですね。
わかっていても、難しい。

19/6/16   Ver. 1 : 1-9
19/6/24   Ver. 2 : 2(追記)、10-14



1,Dirac fermions and flat bands in the ideal kagome metal FeSn
https://arxiv.org/abs/1906.02167
Dirac Fermions in Antiferromagnetic FeSn Kagome Lattices with Combined Space Inversion and Time Reversal Symmetry
https://arxiv.org/abs/1906.05755

コメント:3d遷移金属からなるカゴメ格子は新奇なトポロジカル物性を示すことから注目を集めている。しかし、現実の物質では複雑な結晶構造のために理想的な二次元カゴメ格子の実現とそれに伴うフラットバンド、ディラック分散の観測は困難であった。これらの論文では、米中のグループがそれぞれ、面内強磁性のFeカゴメ格子が反強磁性的に積層したFeSnに着目し、ARPES及びdHvAによりMasslessディラック分散や完全スピン分極表面2Dディラック電子の存在を観測することに成功している。強相関トポロジカル磁性の流れ来てるな(わからない。

2,Observation of a first order phase transition to metal hydrogen near 425 GPa
https://arxiv.org/abs/1906.05634
コメント:ウィグナーとハンティントンの予言以来、高圧下の水素がどれくらいの圧力で金属化するかどうかは、電子とプロトンが高密度に相関した量子多体系最大の難問の一つである。この高圧物理の聖杯ともいえる高圧下水素の金属化について過去30年間様々な実験がなされてきたが、決定的な報告は存在なされていない。この論文では、最近開発されたトロイダルダイアモンドアンビルセルと呼ばれる高圧セルを用いて425GPaの高圧を実現し、光学透過率測定によりついに絶縁体金属転移を観測したことを報告している。高圧物理にまたひとつ金字塔が打ち立てられたのかな?とはいえ、同様の報告をなしてい…

5月の気になった物性系論文(完全版)

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5月の気になった物性系論文です。
人生やっていき精神。

19/5/12   Ver. 1 : 1-7
19/5/20   Ver. 2 : 8-11
19/5/27 Ver. 3 : 12-16
19/6/4   Ver. 4 : 17-25



1,Metals' awkward cousin is found
https://arxiv.org/abs/1904.12872
コメント:「普通の金属の従姉妹とも言える存在が存在する」…数年前、そうした噂が業界に流れた。つまり、フェルミ面を持ち電流を流す金属に対して、同じく電流を流すがフェルミ面を持たない量子状態が存在するのでは、と言う噂である。しかし、その状態を実現する物質だけではなく理論的に検証可能なモデルも提案されていなかった。この論文では、動的Z2ゲージ場と結びついた二次元ボソン物質場を符号フリー量子モンテカルロ計算で解くことで、乱れの導入とともに、フェルミ液体からの転移としてそうした状態、”直交金属”状態が実現することを明らかにしている。噂は現実のものとなったのである。
という、アブストのオシャレ感が凄い論文。

2,Quantum phase transition from axion insulator to Chern insulator in MnBi2Te4
https://arxiv.org/abs/1905.00715
A van der Waals antiferromagnetic topological insulator with weak interlayer magnetic coupling
https://arxiv.org/abs/1905.02154
Natural van der Waals Heterostructures with Tunable Magnetic and Topological States
https://arxiv.org/abs/1905.02385

コメント:量子異常ホール効果(QAH)を示すChern絶縁体と量子化トポロジカル電気磁気効果を示すアキシオン絶縁体は、これまで磁性元素添加トポロジカル絶縁体や、ヘテロ構造で実現されてきた。第一の論文では、この2つのトポロジカル相間の磁場誘起相転移を磁性トポロジカル絶縁体MnBi2Te4で観測することに成功し…

まだ最小二乗法で消耗してるの? ~Passing Bablok法について~

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PB-article.md 【イントロ】
与えられたデータの傾向を見る、つまり回帰分析の一つとして、直線でフィッティングする方法が挙げられます。
ココで問題となるのが、「どうやって直線の傾き(と切片)を求めるか」という点です。
代表的な方法が最小二乗法です。目的の直線を
$y=ax$
と仮定します。データ点$y$と求めたい直線との差の二乗を誤差として、すべての点に対する誤差の和を最小化する傾き$a$を求める方法です。
具体的には誤差の和を
$E=\sum_{i=1}^{n}(y_i-ax_i)^2$
とすると、$a$について最小値が欲しいので、
$\frac{\partial E}{\partial a}=0$
となる$a$を求めれば良いことになります。整理すると、
$a=\frac{\sum_{i=1}^{n}(x_i-x_{average})(y_i-y_{average})}{\sum_{i=1}^{n}(x-x_{average})^2}$
となります。
 最小二乗法は直観的にもちょうどよい直線を見つけてくれそうで、最強の方法に見えます。しかし、いくつかの課題があります。まず一つが、外れ値に弱い点です。えっちですね。つまり、ノイズ等の影響でデータ点の集合から大きくハズレた点が存在すると、その点に引きずられて傾き$a$が大きく変化してしまいます。
 また、別の問題として、最小二乗法は暗にデータが正規分布に従った誤差を持つことを仮定している点が挙げられます。今回最小化すべき誤差をデータ点と直線の差の二乗和として与えましたが、これはデータ点の周りに分散一定の誤差が正規分布している場合に導かれる最尤推定解と対応しています。詳細はPRMLを参照。
さて、それではこうした最小二乗法の呪縛から解き放たれた、 回帰モデルは存在するでしょうか?そうしたモデルとしては主成分分析等があります
本記事では、それら手法の中で、ノンパラメトリック回帰モデルの一つである”Passing-Bablok法”について、原論文に従った解説とPythonでの実装に取り組みました。
【方法】
Passing-Bablok法はその名の通り、PassingとBablok(PB)により提案された、一次の比例関係を比較するノンパラメトリック回帰モデルです。PBは医療科学分野において2つの実験手法から…

海外経験は東大教員を作り出すのか調べてみた

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【イントロ】
 海外行きたくないですか?
 平成が終わって令和が始まる2019年の目標は週末海外旅行で、台湾とか行きたいんですよね。まあ、絶対行くという強い意志の一方まだ行けてないのが反省です。
 どうして行きたいのかというと、飽き飽きした日常を離れて、非日常の海外を訪れることで、普段味わうことのできない高揚感を味わうためです。
あと、写真をTwitterにあげてRT&Favを稼いで承認欲求を得たいからです。HAHAHA。
 他には、「休みのときって何やってるんですか?」と聞かれたときに、「この間、海外旅行いったんですよー」というと、「この人海外にぱっと行くくらいアクティブなんだー」というポジティブな印象を与えることができるという利点もあります。決して、「一人海外とか寂しい人…」というネガティブな印象はないと信じています…ないよね?

 さて、昨今のグローバル化が叫ばれる世の中で、海外経験が与えるポジティブな印象は少なからずあるように思えます。しかし、アカデミックな世界ではどのような効果を与えているのか疑問が浮かびます。研究はもともとグローバルな競争なので、わざわざ海外に行っても意味があるでしょうか?。とはいえアカデミックの世界では、博士取得後、海外ポスドクとしての就労が一つのキャリアパスとなっていますので、その経験が大学でのポスト取得とどのような関係があるのか、調べてみたいと思うのが人情です。
 本記事は、東京大学を対象に、教員の方の経歴から海外経験の有無を調べ、ポストを確保している人は、みんな海外経験あるのか調べてみたという内容です。

【方法】
 対象としたのは東京大学工学部物理工学科の教員紹介ページに有るスタッフの方の自己紹介ホームページ、CVで、記載された経歴から海外経験の有無を調べました。さらにそれが、ポスト取得前後どちらに渡航したのかも調べました。経歴不明の方(CV等が見つけられなかった)は空白にしています。あと、経歴に記載がなくても渡航経験がある方はいらっしゃると思いますが、今回は経験無し扱いとしました。価値があると思うなら記載されていると思ったからです。やっぱり調べるなら、日本で最高の人材が集まっている学部学科の教員ですよね?

【結果】
図1,2,3に教授、准教授・講師、助教に分けて調べた結果を示します。

おもったよりも海外経験を経歴に載せ…

4月の気になった物性系論文(完全版)

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4月の気になった物性系論文です。
新年度、気合を入れて頑張るぞ~~
そして、平成が終わる。。。
19/4/9   Ver. 1 : 1-6
19/4/17 Ver. 2 : 7-11
19/4/24 Ver. 3 : 12-18
19/4/30 Ver. 4 : 19-24、8追記



1,Magnus Hall Effect (マグナスホール効果)
https://arxiv.org/abs/1904.00013
コメント:ホール効果は、古典的ホール効果にはじまり、異常ホール効果、量子ホール効果、スピンホール効果、熱ホール効果など固体物理の進歩につながってきた。この論文では、ベリー曲率が生み出す新しい線形応答ホール効果、”マグナスホール効果”を提案している。これはグラフェンやTMDのHallバーを作り、ソースとドレインのキャリア濃度をゲート電圧を使って制御することで、マグナス効果の類推としてゼロ磁場ホール効果を実現するものである。そのうち、量子化やスピン版がでてくるのかな?

2,NetKet: A Machine Learning Toolkit for Many-Body Quantum Systems
(NetKet:多体量子系計算のための機械学習ツール)
https://arxiv.org/abs/1904.00031
コメント:機械学習手法の量子多体系への応用における目標の一つが、複雑な量子問題をニューラルネットワークを用いてコンパクトに表現することである。このニューラルネットワーク量子状態(NQS)と呼ばれる方法を、教師あり/なし学習、基底状態/励起状態探索、ユニタリ/散逸量子多体系に対して適用する簡単なソフトウェアが求められてきた。その要求に対して、この論文はNetKetと呼ばれるPythonベースのオープンソースソフトウェアを提案している。時代は機械学習、はっきりわかんだね(。>∀<。)ニコッ

3,Evidence for a Vestigial Nematic State in the Cuprate Pseudogap Phase
(銅酸化物の擬ギャップ相における痕跡ネマティック状態の証拠)
https://arxiv.org/abs/1904.00915
コメント:銅酸化物の際立った特徴といえば擬ギャップ(PG)の存在だが、近年のサブ格子-位相分解…