強相関電子系の第一原理計算と創発量子物質 高温超伝導と量子スピン液体の物理/今田正俊

今世紀に入ってから顕著な発展を見せている強相関電子系のための第一原理計算手法とその応用および、そこから見えてきた強い電子相関が示す興味深い創発現象の一端を、最近の発展の最前線まで含めて見渡す一冊。強相関電子系は常圧で高温超伝導体となったり、量子スピン液体とよばれる現象を示したりすることがある。高温超伝導も量子スピン液体も電子の多体相関が生み出す特異な性質であり、アインシュタインをはじめ多くの物理学者を悩ませ、また熱中させてきた量子もつれと量子多体相関にその本質があると信じられている。すなわち、きわめて基礎科学的なテーマであり、未知の基礎概念の開拓のフロンティアでもある。しかし、これらの興味深い現象を理解するには、20世紀に確立した理論物理学の枠組みでは十分ではないことが明らかとなった。本書はこの難題を解決するために発展してきた計算科学手法開発の研究最前線を、その目標と物理的解釈を明示して初学者にもわかるように解説する。さらに手法を適用した例として、銅酸化物および鉄系物質の高温超伝導と分子固体に提唱されている量子スピン液体を取り上げて現状を概観している。特に、新たな計算手法を適用した10以上におよぶ物質の物質依存性と個性を第一原理的かつ定量的に再現しながら、一方で量子物質の特異な創発性を生み出すメカニズムとその普遍性を、現実物質に即して理解できることを強調して、この研究潮流の来し方、行く末を俯瞰している。

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