<講義ノート>強相関とトポロジー(第62回物性若手夏の学校 講義)

Abstract

凝縮系物理学において重要な概念である強相関現象およびトポロジカル現象について入門的な講義を行う。特にその絡み合いから生じる「強相関トポロジカル現象」について議論する。まず、強相関の基礎から始める。強相関の本質は「近藤効果」と呼ばれる多体効果に集約されるといっても過言ではない。近藤効果は古くから研究されてきたが、物理学のいたるところに顔を出す、とびっきり重要な概念である。近藤効果に基づいて、強相関系相転移の典型例である「モット転移」の話をしたいと思う。近藤効果とモット転移が理解できれば、強相関の基礎はバッチリである。この強相関の考え方を基礎として、トポロジカル現象への相関効果について議論する。トポロジカル絶縁体・超伝導体の研究は、この十年くらいで一気に進み、特に弱相関系のトポロジカル現象はよく理解されている。一方、強相関トポロジカル現象に関してはまだ理解が十分とは言えず、現在、精力的に研究が進められている。ここでは、まず相互作用のないトポロジカル絶縁体から話を始め、強相関効果を取りこむ。トポロジカル近藤絶縁体、トポロジカルモット絶縁体、相互作用による分類のリダクションなどを例にとって、最近の話題を紹介する。