ホーム on Shingo Kobayashi's webpage https://kobayashi-physics.github.io/ja/ Recent content in ホーム on Shingo Kobayashi's webpage Hugo -- 0.164.0 ja-JP 学会発表 https://kobayashi-physics.github.io/ja/talks/ Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000 https://kobayashi-physics.github.io/ja/talks/ <h2 id="2026年">2026年</h2> <ul> <li> <p><strong>Euler band topology in superfluids and superconductors</strong> <br> Shingo Kobayashi, <br> Majorana workshop 2026, Okochi Hall, RIKEN, Wako Japan, 2026/10/15</p> </li> <li> <p><strong>磁場または圧力下におけるリエントラント超伝導</strong> <br> 佐野智哉, 田畑滉太, 池谷聡, 小林伸吾, 浅野泰寛, <br> 日本物理学会第81回年次大会, 東京大学駒場キャンパス, 2026/9/17</p> </li> <li> <p><strong>スピン1重項超伝導における実バンドトポロジー</strong> <br> 小林伸吾, 佐藤真武, 古崎昭, <br> 日本物理学会2026年春季大会, オンライン, 2026/3/25</p> </li> <li> <p><strong>Euler band topology in superfluids and superconductors</strong> <br> Shingo Kobayashi, Manabu Sato, Akira Furusaki, <br> DPG Spring Meeting 2026, Dresden Germany, 2026/3/9</p> </li> </ul> <h2 id="2025年">2025年</h2> <ul> <li> <p><strong>副格子自由度を持つ超伝導体の表面状態と輸送現象</strong> <br> 佐野智哉, 佐々木章宏, 池谷聡, 小林伸吾, 浅野泰寛, <br> 日本物理学会第80回年次大会, 広島大学, 2025/9/18</p> </li> <li> <p><strong>擬一次元キタエフハニカム模型における非局所スピン相関</strong> <br> 山崎勇樹, 小林伸吾, 古崎昭, <br> 日本物理学会第80回年次大会, 広島大学, 2025/9/16</p> 教育 https://kobayashi-physics.github.io/ja/teaching/ Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000 https://kobayashi-physics.github.io/ja/teaching/ <h2 id="授業">授業</h2> <ul> <li>2026年 - 現在　ベクトル解析, 公立諏訪東京理科大学2年生</li> <li>2026年 - 現在　物理学A,B,C，物理学基礎(KD,JO), 公立諏訪東京理科大学1年生</li> <li>2025年 - 2026年　物理学A, 東京電機大学1年生</li> <li>2024年 - 2026年　電磁気学基礎, 東京都市大学1年生</li> <li>2017年 - 2019年　応用物理学演習第5（物性物理学演習）, 名古屋大学工学部3年</li> <li>2016年 - 2017年　応用物理学演習第3（電磁気学演習）, 名古屋大学工学部2年</li> </ul> <h2 id="社会活動">社会活動</h2> <ul> <li>理研和光地区一般公開 説明員, 2025/10</li> <li>静岡県立高等学校 理化学研究所見学会 講師, 2024/8</li> <li>名古屋大学高等研究院 公開講座『野依さんと夜まで生サロン』 司会進行, 2018/10</li> <li>神奈川県立中学校 職業体験会 講師 2013/8</li> </ul> 経歴 https://kobayashi-physics.github.io/ja/profile/ Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000 https://kobayashi-physics.github.io/ja/profile/ <p align="left"> <img src="https://www2.riken.jp/lab-www/cond-mat-theory/kobayashi/ja/images/profile-DJ.jpeg" width="350"> </p> <p>理論物性物理学を専門とし、超伝導やトポロジカル物質などの量子物質を対象に研究を行っています。特に、トポロジカル超伝導やトポロジカル分類理論などに関心があります。</p> <ul> <li><a href="https://scholar.google.com/citations?user=tQaznegAAAAJ&amp;hl=en">Google Scholar</a></li> <li><a href="https://orcid.org/0000-0003-3213-2385">ORCiD</a></li> <li><a href="https://researchmap.jp/raccoon-dog1985">researchmap</a></li> </ul> <hr> <h2 id="学歴">学歴</h2> <ul> <li>2001年4月 – 2004年3月　群馬県立沼田高等学校 普通科</li> <li>2004年4月 – 2006年3月　秋田大学 工学資源学部 地球資源学科</li> <li>2006年4月 – 2008年3月　北海道大学 理学部 物理学科</li> <li>2008年4月 – 2010年3月　東京工業大学大学院 理工学研究科 修士課程</li> <li>2010年4月 – 2013年3月　東京大学大学院 理学系研究科 博士課程</li> </ul> <hr> <h2 id="職歴">職歴</h2> <ul> <li>2010年4月 – 2013年3月　<br> 東京大学大学院　理学系研究科　上田研究室　学振DC1</li> <li>2013年4月 – 2016年3月　<br> 名古屋大学大学院　工学研究科　田仲・佐藤研究室　学振PD</li> <li>2016年4月 – 2019年7月　<br> 名古屋大学高等研究院　YLC特任助教 <br> 名古屋大学大学院　工学研究科 田仲・川口研究室　特任助教</li> <li>2019年8月 – 2026年3月　<br> 理化学研究所　創発物性科学研究センター　研究員</li> <li>2024年9月 – 2026年3月　<br> 東京都市大学　非常勤講師</li> <li>2025年4月 – 2026年3月　<br> 東京電機大学　非常勤講師</li> <li>2026年4月 – 現在　<br> 公立諏訪東京理科大学　工学部　共通・マネジメント教育センター　准教授</li> </ul> 研究概要 https://kobayashi-physics.github.io/ja/research/ Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000 https://kobayashi-physics.github.io/ja/research/ <h2 id="超伝導と超流動における実バンドトポロジー">超伝導と超流動における実バンドトポロジー</h2> <p>　時間-空間対称性を持つ系では、実バンドトポロジーと呼ばれるトポロジカル構造が現れます。実バンドトポロジーは実数値を取る波動関数の下で定義され、オイラー類やスティーフェル・ホイットニー類などのトポロジカル数で特徴づけられます。近年、ねじれ2層グラフェンをはじめ、絶縁体や半金属、メタ物質を中心に活発に研究が行われています。<br> 　本研究では、超伝導と超流動に焦点を当て研究を行いました。我々は時間-空間対称性の下で超伝導のハミルトニアンにおいても実バンドトポロジーを定義できることを示し、さらに既知のトポロジカル数との間に成り立つ関係式を導出しました。我々は、関係式より、磁場下の超流動ヘリウム3 B相はオイラー類で特徴付けられるトポロジカル超流動であることを明らかにしました。<br> 　超流動ヘリウム3 B相は時間反転対称性の下でトポロジカル超流動であることが知られています。すなわち、磁場下ではこのトポロジカル数を定義することができずトポロジカルに自明となります。しかし、その後の理論研究で磁場下でもトポロジカル現象が現れることが示されていましたが、その理由は明らかではありませんでした。我々の結果は、この問題に対する答えを与えます。すなわち、磁場下の超流動ヘリウム3 B相ではオイラー類が存在し、オイラー類に付随するトポロジカル現象が現れていたと再解釈されます。さらには、我々は、オイラー類より、新しいトポロジカル現象が出現することも予言しました。</p> <ul> <li><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/nxxl-wxwm">Euler band topology in superfluids and superconductors</a></strong> <br> Shingo Kobayashi, Manabu Sato, and Akira Furusaki, <br> <em>Physical Review B</em> <strong>113</strong>, L060501 (2026).</li> </ul> <h2 id="スピン3重項超伝導ute2における高次トポロジカル相">スピン3重項超伝導UTe<sub>2</sub>における高次トポロジカル相</h2> <p>　近年、UTe<sub>2</sub>がスピン3重項超伝導の有力候補として注目を集めています。臨界磁場、スピン帯磁率、トンネルコンダクタンスなど様々な実験がスピン3重項超伝導を支持しています。一方で、UTe<sub>2</sub>がスピン3重項超伝導であるとき、どのようなトポロジーを持つのかは未解決の問題です。特に、超流動ヘリウム3 B相との違い、多バンド構造や結晶構造が存在するため問題がより複雑化です。<br> 　本研究では、近年提案された高次トポロジカル相に関するトポロジカル分類法を用いてこの問題に取り組みました。本手法は、トポロジカル不変量を求めるだけでなく、高次トポロジー由来のトポロジカル表面状態も決定することができます。我々は、この分類法をUTe<sub>2</sub>の結晶構造より許されるカイラルタイプの全てのクーパー対へ適用し、実現されるトポロジカル相を調べました。分類結果より、我々は、自明なスピン1重項クーパー対を除き、全てのクーパー対の対称性において高次トポロジカル相が実現されることを示しました。さらには、スピン3重項のクーパー対の種類によって3次トポロジカル相（角状態）、2次トポロジカル相（縁状態）、混成トポロジカル相（角＋縁状態）など多種多様な高次トポロジカル相が現れることを明らかにしました。</p> <ul> <li><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/7wcw-svtz">Higher-order topological phases for time-reversal-symmetry breaking superconductivity in UTe<sub>2</sub></a></strong> <br> Yuki Yamazaki and Shingo Kobayashi, <em>Physical Review B</em> <strong>112</strong>, 174507 (2025).</li> </ul> <h2 id="スピン1重項s波超伝導体における表現に保護されたトポロジー">スピン1重項s波超伝導体における表現に保護されたトポロジー</h2> <p>　トポロジカル超伝導は、非自明なトポロジカル数を持つ超伝導であり、表面にマヨラナ粒子と同等の性質を持つ新奇粒子（マヨラナ準粒子）が現れます。マヨラナ準粒子はトポロジカル量子計算への応用が期待されています。初期の研究において、スピン3重項p波超伝導体がトポロジカル超伝導となることが理論的に予言されており、トポロジカル超伝導候補物質探査の指導原理となっています。しかしながら、スピン3重項p波超伝導は超伝導物質の中でも稀です。ほとんどの超伝導物質はスピン1重項s波超伝導体であることが知られています。<br> 　本研究では、スピン1重項s波超伝導においてもスピン3重項超伝導と類似のトポロジカル超伝導相が存在することを理論的に明らかにしました。本理論で重要な役割を果たすのは電子の軌道自由度（p軌道やd軌道）です。電子の軌道自由度は、結晶対称性の下でスピン自由度と同様の役割を果たし、トポロジカル構造をスピン1重項s波超伝導に創発します。さらには、本理論ではトポロジカル数の計算法も確立し、鉄系超伝導体を含む多軌道s波超伝導体において軌道自由度由来のトポロジカル超伝導相が現れ得ることを予言しました。</p> <ul> <li><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.110.L100508">Representation-protected topology of spin-singlet s-wave superconductors</a></strong> <br> Shingo Kobayashi and Akira Furusaki, <em>Physical Review B</em> <strong>110</strong>, L100508 (2024). <br></li> </ul> <h2 id="磁気点群の下でのマヨラナ多極子応答の分類">磁気点群の下でのマヨラナ多極子応答の分類</h2> <p>　時間反転対称性を持つトポロジカル超伝導の表面にはクラマース縮退したマヨラナ準粒子（マヨラナクラマース対）が現れます。マヨラナクラマース対は磁場に対し異方的な応答を示し、超伝導状態が満たす結晶対称性に起因して多彩な磁気応答（マヨラナ多極子応答）が現れることを先行研究で明らかにしました。さらに、マヨラナ多極子応答は超伝導クーパー対の表現と密接に関係しています。<br> 　一方で、時間反転対称性を破る場合は、マヨラナクラマース対は存在せず、マヨラナ多極子応答は現れません。しかし、超伝導において軌道自由度などの内部自由度が存在するとき、時間反転対称性なしでも複数のマヨラナ粒子が縮退することがあります。このとき、磁気結晶対称性が縮退を保護しています。我々は、この縮退の下でマヨラナ多極子応答が現れると予想し、時間反転対称性が破れたトポロジカル超伝導へマヨラナ多極子応答の理論を拡張しました。さらに、マヨラナ多極多極子応答と超伝導クーパー対の表現との関係を詳細に調べました。本理論より、我々は磁気点群の下でマヨラナ準粒子が縮退する一般の条件を示し、縮退したマヨラナ準粒子は磁気的と電気的な応答が可能であることを明らかにしました。さらに、本理論を強磁性超伝導体 UCoGeとカイラルp波超伝導体 UTe<sub>2</sub>の模型へ適用し、どちらの場合もマヨラナ準粒子は磁気四極子応答を数値的に実証しました。ここで、磁気四極子応答は時間反転対称が破れた系に固有のトポロジカル現象です。</p> 研究業績 https://kobayashi-physics.github.io/ja/publications/ Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000 https://kobayashi-physics.github.io/ja/publications/ <h2 id="論文">論文</h2> <ol> <li> <p><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/glbs-j4hl">Majorana-assisted nonlocal spin correlation in quasi-one-dimensional Kitaev spin liquids</a></strong> <br> Yuki Yamazaki, Shingo Kobayashi, and Akira Furusaki, <br> <em>Physical Review B</em> <strong>114</strong>, 105141 (2026).</p> </li> <li> <p><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/pnkp-6tzk">Hinge modes of three-dimensional Euler insulators</a></strong> <br> Yutaro Tanaka and Shingo Kobayashi, <br> <em>Physical Review B</em> <strong>114</strong>, 045120 (2026).</p> </li> <li> <p><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/rf8j-lf4s">Exceptionally large winding number of a finite-size topological superconductor</a></strong> <br> Satoshi Ikegaya, Shingo Kobayashi, and Yasuhiro Asano, <br> <em>Physical Review B</em> <strong>113</strong>, 054519 (2026).</p> </li> <li> <p><strong><a href="https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/nxxl-wxwm">Euler band topology in superfluids and superconductors</a></strong> <br> Shingo Kobayashi, Manabu Sato, and Akira Furusaki, <br> <em>Physical Review B</em> <strong>113</strong>, L060501 (2026).</p> 連絡先 https://kobayashi-physics.github.io/ja/contact/ Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000 https://kobayashi-physics.github.io/ja/contact/ <h2 id="所属">所属</h2> <p>公立諏訪東京理科大学　工学部 <br> 共通・マネジメント教育センター</p> <h2 id="居室">居室</h2> <p>2号館　23E室</p> <h2 id="連絡先">連絡先</h2> <p>Email：kobayashi_shingo(at)rs.sus.ac.jp</p> <p>※ (at) を @ に置き換えてください。</p> <!-- ## 所属 理化学研究所創発物性科学研究センター　量子物性理論研究グループ ## 居室 研究本館3階 329 ## 連絡先 Email：shingo.kobayashi(at)riken.jp ※ (at) を @ に置き換えてください。 -->