ジャイネンドラ・K・ジャイナ

ジャイネンドラ・K・ジャイナ
生まれる（1960年1月17日）1960年1月17日
インド、ラジャスタン州
母校
知られている複合フェルミオンジャイナ列ジャイナ状態
受賞歴オリバー・E・バックリー凝縮物質賞（2002年） 、米国科学アカデミー会員（2021年） 、インド国立科学アカデミー外国人研究員（2025年）、ウルフ物理学賞（2025年）
科学者としてのキャリア
フィールド凝縮物質理論
博士課程の指導教員フィリップ・B・アレン、スティーブン・キベルソン

ジェイネンドラ・K・ジェインはインド系アメリカ人の物理学者であり、エヴァン・ピュー大学教授、ペンシルベニア州立大学物理学科エバリー教授である。 2002年にアメリカ物理学会のオリバー・E・バックリー賞を受賞し、2021年に米国科学アカデミー会員に選出され、 2024年にはインド国立科学アカデミーの外国人フェローに選ばれた。[ 1 ] 2025年のウルフ物理学賞をジェームズ・P・アイゼンシュタインとモルデハイ・ハイブラムと共に共同受賞した。[ 2 ]ジェインは量子多体系に関する理論的研究、特に複合フェルミオンとして知られる粒子を仮定したことで知られている。

バイオグラフィー

ジェインはインドのタール砂漠の東端にあるラジャスタン州サンバールの田舎の村の公立学校で初等、中等、高等教育を受けた。 [ 3 ] [ 4 ]ジャイプールのマハラジャ大学で学士号を、[ 5 ]インド工科大学カンプール校で物理学の修士号を、[ 5 ]ストーニーブルック大学で博士号を取得した。[ 5 ]大学ではフィリップ・B・アレン教授とスティーブン・キベルソン教授のもとで研究を行った。メリーランド大学とイェール大学で博士研究員を務めた後、 1989年にストーニーブルック大学に教員として戻った。1998年にペンシルベニア州立大学に異動し、 [ 1 ]初代アーウィン・W・ミューラー物理学教授となった。

ジェインは凝縮系理論の分野の量子物理学者であり、低次元で強く相互作用する電子系に興味を持っている。複合フェルミオンと呼ばれるエキゾチック粒子の創始者として、分数量子ホール効果の複合フェルミオン理論を開拓・発展させ、分数量子ホール効果と積分量子ホール効果を統一した。著書には、2007年にケンブリッジ大学出版局から出版されたモノグラフ『 Composite Fermions』[ 6 ]がある。また、2020年にワールドサイエンティフィックから出版された『Fractional Quantum Hall Effects: New Developments』[ 7 ]では、ベルトラン・ハルペリンと共同編集者を務めた。[ 3 ]

幼少期の事故による怪我のため、ジェインは義足をつけて歩いている。[ 3 ] [ 4 ]ウルフ物理学賞を受賞した後、彼は自身の歩みをこう回想している。「振り返ってみると、自分がいかに幸運だったか信じられません。インドの貧しい村で育ち、事故でトラウマを負い、生涯にわたる障害を抱えて松葉杖を使う羽目になった私は、二度と歩けるようになることも、大学に通うことも、ましてや物理学者になるという夢を追うことなど考えられませんでした。」[ 8 ]彼は、ジャイプール・フットのおかげで教育を受け続けることができたと感謝している。[ 3 ]

研究

ジェインは、2次元電子が大きな磁場にさらされると、偶数個の量子渦をまとって複合フェルミオンと呼ばれる創発粒子を形成すると予測した。[ 9 ]複合フェルミオンは磁束量子をまとった電子として描かれ、大幅に減少した磁場を受けると予測される。したがって、高磁場中の強く相関した2次元電子は、減少した磁場では弱く相互作用する複合フェルミオンになる。複合フェルミオンは、分数量子ホール状態、フェルミ液体のような金属状態、超伝導のような対状態、結晶状態など、さまざまな電子の強く相関した状態から生じるこのシステムの豊かな現象を正しく予測する。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

ジェインは、2pの磁束量子を持つ複合フェルミオンの整数量子ホール効果は、nとpが整数である分数n/(2pn±1)の電子の分数量子ホール効果として現れると理論化した。これらの分数と、その正孔のパートナーである1 - n/(2pn±1)は、ジェイン系列と呼ばれ、ほぼすべての既知の分数量子ホール状態（ジェイン状態）を説明する。実験的証拠は、2、4、6、8個の磁束量子が結合した4種類の複合フェルミオンについて報告されている。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

ジェインは分数量子ホール状態の仮波動関数[ 9 ]も構築し、彼と共同研究者はこれが非常に正確であることを示した。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]彼らは、「準粒子」とも呼ばれる励起複合フェルミオンが分数電荷統計とエニオン統計を示すことを実証した。[ 21 ]彼らは複合フェルミオンの枠組みをスピン（またはバレー）自由度を含むように一般化し[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]二重層に一般化し[ 25 ]、複合フェルミオン結晶の相図を予測することに成功した。[ 26 ] [ 27 ]彼らはさらに、複合フェルミオン間の残留相互作用によって、高ランダウ準位、 [ 28 ]広い量子井戸、[ 29 ]または大きなランダウ準位混合で、偶数分母の分数で複合フェルミオンのペアリングが発生する可能性があることを示した。[ 30 ]彼らは複合フェルミオンの分数量子ホール効果を調べ、4/11や5/13のような分数を説明しました。[ 31 ]

ジェインは「パートン」構成の創始者でもある。[ 32 ]この構成は、ジェインの系列を超える分数量子ホール状態の候補を生成し、初期に提案された非アーベル状態のいくつかを含んでいる。[ 33 ]標準的なジェインの系列を超えるいくつかのパートン状態は、実験的に関連性があることが示されている。[ 34 ] [ 35 ]

栄誉

参考文献

  1. ^ a b c d e f g h i「Jainendra K Jain — ペンシルベニア州立大学物理学科」 www.phys.psu.edu . 2018年2月24日閲覧。
  2. ^ウルフ物理学賞 2025
  3. ^ a b c d Ahmed, Farooq (2022). 「Jainendra K. Jainのプロフィール」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 119 (3​​0) e2208671119. Bibcode : 2022PNAS..11908671A . doi : 10.1073/pnas.2208671119 . PMC 9335342. PMID 35858393 .  
  4. ^ a b "「私たち物理学者にとって、美とは、統一し説明する新しい概念です」「 .ヒンドゥスタン・タイムズ. 2025年5月2日. 2025年12月19日閲覧。
  5. ^ a b c「現代のアメリカ人物理学者の配列」アメリカ物理学会. 2010年10月20日閲覧。
  6. ^ 「複合フェルミオン」ケンブリッジ大学出版局。2018年2月24日閲覧。
  7. ^ Halperin, Bertrand I.; Jain, Jainendra K. (2020).分数量子ホール効果：新展開. arXiv : 2011.13488 . doi : 10.1142/11751 . ISBN 978-981-12-1748-7。
  8. ^ 「ジャイネンドラ・ジャインは2025年のウルフ賞物理学受賞者に選ばれた」。
  9. ^ a b J. K. Jain (1989). 「複合フェルミオン法による分数量子ホール効果へのアプローチ」 . Physical Review Letters . doi : 10.1103/PhysRevLett.63.199 .
  10. ^ Olle Heinonen (1998). 「複合フェルミオン：量子ホール効果の統一的考察」 World Scientific .
  11. ^ HL Stormer; DC Tsui (2007). 「分数量子ホール効果における複合フェルミオン」 .量子ホール効果の展望. doi : 10.1002/9783527617258.ch10 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  12. ^ JK Jain (2020). 「複合フェルミオンの30年とそれ以降」 .分数量子ホール効果：新たな展開. doi : 10.1142/9789811217494_0001 .
  13. ^ BI Halperin (2020). 「半分満たされたランダウ準位」 .分数量子ホール効果：新展開. doi : 10.1142/9789811217494_0001 .
  14. ^ M. Shayegan (2020). 「半充填ランダウ準位近傍の複合フェルミオンの探査」 .分数量子ホール効果：新展開. doi : 10.1142/9789811217494_0001 .
  15. ^ W. Pan, HL Stormer, DC Tsui, LN Pfeiffer, KW Baldwin, KW West (2002). 「非常に低いランダウ準位充填率における電子固体から分数量子ホール状態系列への遷移」 . Phys. Rev. Lett . doi : 10.1103/PhysRevLett.88.176802 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  16. ^ Y. Huang, W. Hussain, SA Myers, LN Pfeiffer, KW West, KW Baldwin, GA Csathy (2024). 「6フラックス複合フェルミオンから導かれるトポロジカル保護の証拠」 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  17. ^ YJ Chung, D. Graf, LW Engel, KA Villegas Rosales, PT Madathil, KW Baldwin, KW West, LN Pfeiffer, M. Shanegan (2022). 「ν = 1/7付近における2次元電子の相関状態」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.128.026802 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  18. ^ Jain, Jainendra K. (1997). 「最低電子ランダウ準位のヒルベルト空間における複合フェルミオン」 . doi : 10.1142/S0217979297001301 .
  19. ^ Gautam Dev; JK Jain (1992). 「分数量子ホール効果のバンド構造」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.69.2843 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  20. ^ AC Balram; A. Wójs; JK Jain (2013). 「分数量子ホール効果の励起バンドの状態カウント」 . doi : 10.1103/PhysRevB.88.205312 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  21. ^ GS Jeon; KL Graham; JK Jain (2004). 「複合フェルミオンのベリー位相」 . doi : 10.1103/PhysRevB.70.125316 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  22. ^ XG Wu; G. Dev; JK Jain (1993). 「分数量子ホール効果における混合スピン非圧縮状態」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.71.153 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  23. ^ K. Park; JK Jain (1998). 「複合フェルミオンのスピン分極の相図」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.80.4237 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  24. ^ Y. Zhang; A. Wójs; JK Jain (2016). 「ランダウ準位混合と粒子正孔対称性の破れ」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.117.116803 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  25. ^ VW Scarola; JK Jain (2001). 「二層複合フェルミオン状態の相図」 . doi : 10.1103/PhysRevB.64.085313 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  26. ^ AC Archer; K. Park; JK Jain (2013). 「最低ランダウ準位における競合する結晶相」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.111.146804 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  27. ^ J. Zhao; Y. Zhang; JK Jain (2018). 「ランダウ準位混合によって誘起される分数量子ホール効果における結晶化」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.116802 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  28. ^ A. Sharma; S. Pu; AC Balram; JK Jain (2023). 「単層グラフェンにおける非従来型ペアリングによる分数量子ホール効果」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.126201 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  29. ^ A. Sharma; AC Balram; JK Jain (2024). 「半分および1/4充填の最低ランダウ準位における複合フェルミオン対形成」 . doi : 10.1103/PhysRevB.109.035306 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  30. ^ T. Zhao; AC Balram; JK Jain (2023). 「ランダウ準位混合によって誘起される複合フェルミオン対形成」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.130.186302 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  31. ^ S. Mukherjee, SS Mandal, YH Wu, A. Wojs, JK Jain (2014). 「謎の4/11状態：非従来型分数量子ホール効果のプロトタイプ」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.112.016801 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  32. ^ JK Jain (1989). 「非圧縮性量子ホール状態」 . doi : 10.1103/PhysRevB.40.8079 .
  33. ^ X.-G. Wen (1991). 「分数量子ホール状態における非アーベル統計」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.66.802 .
  34. ^ AC Balram; M. Barkeshli; MS Rudner (2018). 「反パフィアン位相における波動関数のパートン構成」 . doi : 10.1103/PhysRevB.98.035127 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  35. ^ AC Balram, S. Mukherjee, K. Park, M. Barkeshli, MS Rudner, JK Jain (2018). 「ν = 2 + 6/13における分数量子ホール効果：第二ランダウ準位のパートンパラダイム」 . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.186601 .{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
  36. ^ 「Buckley Prize」 . www.aps.org . 2018年2月24日閲覧。
  37. ^ 「AAASフェロー」。
  38. ^ 「エヴァン・ピュー大学教授」。
  39. ^ 「2021年NAS選挙」。
  40. ^ 「INSA外国人フェローが選出されました」。
  41. ^ウルフ物理学賞 2025
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Jainendra_K._Jain&oldid=1336440952」より取得