2026/07/28 更新

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フジイ　ケイスケ
藤井　啓資
FUJII KEISUKE
所属
理学院 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 2021年3月   東京工業大学 ）

  • 修士（理学） （ 2018年3月   東京工業大学 ）

  • 学士（理学） （ 2016年3月   東京工業大学 ）

研究キーワード

  • 冷却原子

  • 量子多体系

  • 有効場の理論

  • 超流動

研究分野

  • 自然科学一般 / 磁性、超伝導、強相関系

  • 自然科学一般 / 半導体、光物性、原子物理

  • 自然科学一般 / 数理物理、物性基礎

学歴

  • 東京工業大学   理学院   物理学系

    2016年4月 - 2021年3月

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学   理学部   物理学科

    2012年4月 - 2016年3月

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学   理学院   助教

    2024年10月 - 現在

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    国名：日本国

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  • 東京大学   大学院理学系研究科 物理学専攻   日本学術振興会 特別研究員（PD）

    2024年4月 - 2024年9月

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    国名：日本国

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  • ハイデルベルク大学 理論物理学研究所   研究員

    2021年4月 - 2024年3月

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    国名：ドイツ連邦共和国

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所属学協会

  • 日本物理学会

    2016年12月 - 現在

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論文

  • Effective theory of surface oscillations in self-bound superfluid droplets 査読

    Jun Mitsuhashi, Keisuke Fujii, Masaru Hongo

    Physical Review A   2026年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/yvgw-5n83

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  • Few is different: deciphering many-body dynamics in mesoscopic quantum gases 査読

    Juergen Berges, Sandra Brandstetter, Jasmine Brewer, Georg Bruun, Tilman Enss, Stefan Floerchinger, Keisuke Fujii, Maciej Gałka, Giuliano Giacalone, Qingze Guan, Carl Heintze, Lars H. Heyen, Ilya Selyuzhenkov, Selim Jochim, Jesper Levinsen, Philipp Lunt, Silvia Masciocchi, Aleksas Mazeliauskas, Nir Navon, Alice Ohlson, Meera Parish, Stephanie M. Reimann, Francesco Scazza, Thomas Schäfer, Derek Teaney, Joseph Thywissen, Raju Venugopalan, Yangqian Yan, Matteo Zaccanti, Torsten V. Zache

    The European Physical Journal A   62 ( 6 )   2026年6月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Emergent macroscopic descriptions of matter, such as hydrodynamics, are central to our description of complex physical systems across a wide spectrum of energy scales. The conventional understanding of these many-body phenomena has recently been shaken by a number of experimental findings. Collective behavior of matter has been observed in mesoscopic systems, such as high-energy hadron–hadron collisions, or ultracold gases with only a few strongly interacting fermions. In such systems, the separation of scales between macroscopic and microscopic dynamics (at the heart of any effective theory) is inapplicable. To address the conceptual challenges that arise from these observations and explore the universality of emergent descriptions of matter, the EMMI Rapid Reaction Task Force was assembled. This document summarizes the RRTF discussions on recent theoretical and experimental advances in this rapidly developing field. Leveraging technological breakthroughs in the control of quantum systems, we can now quantitatively explore what it means for a system to exhibit behavior beyond the sum of its individual parts. In particular, the report highlights how the (in)applicability of hydrodynamics and other effective theories can be probed across three principal frontiers: the size frontier, the equilibrium frontier, and the interaction frontier.

    DOI： 10.1140/epja/s10050-026-01843-2

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    その他リンク： https://link.springer.com/article/10.1140/epja/s10050-026-01843-2

  • Gauge theory for topological waves in continuum fluids with odd viscosity 査読

    Keisuke Fujii, Yuto Ashida

    SciPost Physics Core   2025年8月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.21468/SciPostPhysCore.8.3.058

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  • Observation of Pattern Stabilization in a Driven Superfluid 査読

    Nikolas Liebster, Marius Sparn, Elinor Kath, Jelte Duchene, Keisuke Fujii, Sarah L. Görlitz, Tilman Enss, Helmut Strobel, Markus K. Oberthaler

    Physical Review X   2025年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevX.15.011026

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  • Hydrodynamic Attractor in Ultracold Atoms 査読

    Keisuke Fujii, Tilman Enss

    Physical Review Letters   2024年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.133.173402

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  • Complex-valued in-medium potential between heavy impurities in ultracold atoms 査読

    Yukinao Akamatsu, Shimpei Endo, Keisuke Fujii, Masaru Hongo

    Physical Review A   2024年9月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevA.110.033304

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  • Stable-fixed-point description of square-pattern formation in driven two-dimensional Bose-Einstein condensates 査読

    Keisuke Fujii, Sarah L. Görlitz, Nikolas Liebster, Marius Sparn, Elinor Kath, Helmut Strobel, Markus K. Oberthaler, Tilman Enss

    Physical Review A   2024年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevA.109.L051301

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  • Bulk viscosity of resonantly interacting fermions in the quantum virial expansion 査読

    Keisuke Fujii, Tilman Enss

    Annals of Physics   2023年6月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.aop.2023.169296

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  • Universal van der Waals Force between Heavy Polarons in Superfluids 査読

    Keisuke Fujii, Masaru Hongo, Tilman Enss

    Physical Review Letters   2022年11月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevLett.129.233401

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  • Effective field theory of fluctuating wall in open systems: from a kink in Josephson junction to general domain wall 査読

    Keisuke Fujii, Masaru Hongo

    SciPost Physics   12 ( 5 )   2022年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Stichting {SciPost}  

    <jats:p>We investigate macroscopic behaviors of fluctuating domain walls in nonequilibrium open systems with the help of the effective field theory based on symmetry.
    Since the domain wall in open systems breaks the translational symmetry, there appears a gapless excitation identified as the Nambu-Goldstone (NG) mode, which shows the non-propagating diffusive behavior in contrast to those in closed systems.
    After demonstrating the presence of the diffusive NG mode in the (2+1)-dimensional dissipative Josephson junction, we provide a symmetry-based general analysis for open systems breaking the one-dimensional translational symmetry.
    A general effective Lagrangian is constructed based on the Schwinger-Keldysh formalism, which supports the presence of the gapless diffusion mode in the fluctuation spectrum
    in the thin wall regime.
    Besides, we also identify a term peculiar to the open system, which possibly leads to the instability in the thick-wall regime or the nonlinear Kardar-Parisi-Zhang coupling in the thin-wall regime although it is absent in the Josephson junction.</jats:p>

    DOI： 10.21468/scipostphys.12.5.160

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  • Microscopic derivation of the Boltzmann equation for transport coefficients of resonating fermions at high temperature 査読

    Keisuke Fujii, Yusuke Nishida

    Physical Review A   2021年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevA.103.053320

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  • Hall viscosity in the A phase of superfluid He3 査読

    Takuya Furusawa, Keisuke Fujii, Yusuke Nishida

    Physical Review B   2021年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1103/PhysRevB.103.064506

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  • Full Counting Statistics and Fluctuation–Dissipation Relation for Periodically Driven Two-State Systems 査読

    Kazutaka Takahashi, Yuki Hino, Keisuke Fujii, Hisao Hayakawa

    Journal of Statistical Physics   181 ( 6 )   2206 - 2224   2020年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Science and Business Media {LLC}  

    DOI： 10.1007/s10955-020-02661-6

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  • Bulk viscosity of resonating fermions revisited: Kubo formula, sum rule, and the dimer and high-temperature limits 査読

    Keisuke Fujii, Yusuke Nishida

    Physical Review A   102 ( 2 )   2020年8月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society ({APS})  

    DOI： 10.1103/physreva.102.023310

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  • Nonadiabatic Control of Geometric Pumping 査読

    Kazutaka Takahashi, Keisuke Fujii, Yuki Hino, Hisao Hayakawa

    Physical Review Letters   124 ( 15 )   2020年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society ({APS})  

    DOI： 10.1103/physrevlett.124.150602

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  • Hydrodynamics with spacetime-dependent scattering length 査読

    Keisuke Fujii, Yusuke Nishida

    Physical Review A   98 ( 6 )   2018年12月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Physical Society ({APS})  

    DOI： 10.1103/physreva.98.063634

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  • Low-energy effective field theory of superfluid 3He-B and its gyromagnetic and Hall responses 査読

    Keisuke Fujii, Yusuke Nishida

    Annals of Physics   395   170 - 182   2018年8月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier {BV}  

    DOI： 10.1016/j.aop.2018.06.003

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 冷却原子系を活用した非平衡アトラクターの普遍的性質の解明

    研究課題/領域番号：26K17064  2026年4月 - 2031年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    藤井 啓資

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

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  • 冷却原子系における非マルコフ性の制御を利用した非平衡ダイナミクスの解明

    研究課題/領域番号：24KJ0062  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    藤井 啓資

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    量子媒質中に存在する不純物粒子は、媒質中の励起を纏い、ポーラロン呼ばれる準粒子として振る舞う。本年度は、有限温度の量子気体中に浮かべられた2つのポーラロン間に誘導される相互作用について研究を行った。有限温度の媒質中では、有限温度効果によって不純物間の相関が減衰する。この効果は誘導相互作用の虚部として記述可能であり、通常の誘導相互作用を実部とした複素相互作用として統一的な枠組みで議論できる。本研究では冷却原子気体中の不純物に対してこの虚部を計算し、長距離において普遍的なべき乗則的振る舞いを示すことを明らかにした。
    <BR>
    また、本課題の申請時に記載した内容とは異なるが、冷却原子系が持つ高い実験的制御性を活かした非平衡ダイナミクスに関連する研究として、「流体力学的アトラクターの実現提案」および「周期駆動によるパターン形成」についても研究を進めた。
    流体力学アトラクターに関する研究では、重イオン衝突実験で報告されていたアトラクター的振る舞いを冷却原子系において実現・検証する方法を提案した。周期駆動を用いたパターン形成に関する研究は、ドイツの実験グループとの共同研究である。この研究では、原子間相互作用を周期的に駆動したBose-Einstein凝縮系で実験的に観察されたパターン形成現象を対象に、申請者がその現象を記述する理論的枠組みを構築し、実験データとの一貫性を示した。
    いずれの研究成果も、米国物理学会誌に掲載済みである。

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  • 低エネルギー有効理論を用いた強相関フェルミ系の普遍的性質の解明

    研究課題/領域番号：19J13698  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    藤井 啓資

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    配分額：1700000円 （ 直接経費：1700000円 ）

    前年度に引き続き、冷却フェルミ原子気体に関する研究を行った。冷却原子系において実現される冷却フェルミ原子気体は、フェッシュバッハ共鳴を用いて散乱長を変調することで、原子間に働く引力の強さを自在に制御できるという特徴を持ち、量子多体現象を調べるための理想的な研究舞台として注目されている。前年度に体積粘性の新たな測定手法の提案を行なったことを踏まえ、本年度は体積粘性を含む輸送係数の解析を目的として研究を行った。
    輸送係数の計算手法のひとつとして、運動論を用いる方法がある。強結合である冷却フェルミ気体に対しては、運動論は高温領域に適用され、高温領域での輸送係数が計算されている。その一方で、高温領域で小さな値を持つフガシティを展開パラメータとする量子ビリアル展開を用いて、久保公式から輸送係数が計算されている。運動論と量子ビリアル展開の２つの方法で、高温領域における輸送係数が計算されているが、それらの結果は完全には一貫していない。本研究では、輸送係数に対する２つの計算方法を精密化し、高温領域での一貫性を確立した。
    まず、運動論の基礎となっている準粒子近似を精査し、その近似がフガシティの０次でのみ成立し、１次以降では破綻していることを明らかにした。そしてこの結果から、運動論で計算できる輸送係数はフガシティの0次までであることを指摘した。また、その０次の輸送係数の計算については、運動論と量子ビリアル展開からの結果が厳密に一致することを示した。具体的には、久保公式の計算において必要となる再総和の原因を特定し、その再総和のための自己無撞着方程式をフガシティについて最低次の範囲で導いた。そして、その自己無撞着方程式が線形化ボルツマン方程式に等しいことを示した。

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