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Realization of Macroscopic Entanglement with Optically Levitated Mirrors

Research Project

Project/Area Number 15K13542
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Atomic/Molecular/Quantum electronics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Michimura Yuta  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80747006)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords光学浮上 / 光輻射圧 / 光共振器 / 量子力学 / 巨視的量子力学 / エンタングルメント / 量子非破壊計測 / レーザー
Outline of Final Research Achievements

We proposed a new method to optically levitate a mirror with two vertical Fabry-Perot cavities linearly aligned. With this configuration, we showed that both stable levitation and reaching the standard quantum limit of a milligram scale mirror are experimentally feasible with current technology. We also worked on the proof of principle experiment with a torsion pendulum to demonstrate the stability of our new configuration.
If we can realize the optical levitation with the proposed setup, we can realize a quantum entanglement between the positions of two macroscopic mirrors much heavier than the Planck mass. Our research paves the way to experimentally answer the fundamental question of the validity of quantum mechanics in macroscopic scales.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (61 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (54 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Optical levitation of a mirror for reaching the standard quantum limit2017

    • Author(s)
      Michimura Yuta、Kuwahara Yuya、Ushiba Takafumi、Matsumoto Nobuyuki、Ando Masaki
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 25 Issue: 12 Pages: 13799-13799

    • DOI

      10.1364/oe.25.013799

    • NAID

      130007510803

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    • Journal Title

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      Volume: 34 Issue: 22 Pages: 225001-225001

    • DOI

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      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ねじれ振り子型重力波検出器TOBA(Phase-III) の開発(4) : 変位センサ雑音および磁場雑音の低減2016

    • Author(s)
      有冨尚紀, 下田智文, 桑原祐也, 道村唯太, 正田亜八香, 麻生洋一, 高橋竜太郎, 山元一広, 安東正樹
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ねじれ振り子型重力波検出器TOBA(Phase-III) の開発(3): 地面振動カップリング雑音の低減2016

    • Author(s)
      下田智文, 有冨尚紀, 桑原祐也, 道村唯太, 正田亜八香, 麻生洋一, 高橋竜太郎, 山元一広, 安東正樹
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 光リング共振器を用いたLorentz不変性検証の信号取得無線化による感度向上2016

    • Author(s)
      武田紘樹, 道村唯太, 松本伸之, 安東正樹
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Recent news and status of the KAGRA gravitational wave telescope2016

    • Author(s)
      Yuta Michimura for the KAGRA Collaboration
    • Organizer
      Optical Society of Korea Summer Meeting 2016
    • Place of Presentation
      Busan (Korea)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光ばねを用いた懸架鏡の遠隔冷却2015

    • Author(s)
      小森健太郎, 松本伸之, 道村唯太, 安東正樹
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2015-09-28
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブ線を用いた低損失振り子の開発2015

    • Author(s)
      桑原祐也, 松本伸之, 牛場崇文, 井上翼, 苅田基志, 小森健太郎, 道村唯太, 安東正樹
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2015-09-28
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Book] Higher order test of Lorentz invariance with an optical ring cavity (in Proceedings of the Fourteenth Marcel Grossmann Meeting)2017

    • Author(s)
      Yuta Michimura, Jake Guscott, Matthew Mewes, Nobuyuki Matsumoto, Noriaki Ohmae, Wataru Kokuyama, Yoichi Aso, Masaki Ando (Edited by Massimo Bianchi, Robert T. Jantzen, Remo Ruffini)
    • Total Pages
      4200
    • Publisher
      World Scientific
    • ISBN
      9813226595
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Book] Tests of Lorentz Invariance with an Optical Ring Cavity2017

    • Author(s)
      Yuta Michimura
    • Total Pages
      115
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] Yuta Michimura

    • URL

      http://granite.phys.s.u-tokyo.ac.jp/michimura/wiki/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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