原子ビーム法とスピンエコーを用いた高精度原子EDM測定装置の開発

• Project/Area Number: 16684013
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 長谷山 智仁 理研, 研究員 (30373351)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥28,600,000 (Direct Cost: ¥22,000,000、Indirect Cost: ¥6,600,000); Fiscal Year 2006: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2005: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2004: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
• Keywords: EDM / ^<220>Fr / ^6Li / 半導体レーザー / 外部共振器 / 励起 / 干渉計 / 冷却 / ゼーマン法

Research Abstract

^<220>Fr原子EDMの測定の際にComagnetometer原子線として用いる^6Li原子の励起を行うレーザー光の周波数を^6Li原子の励起線に固定するために用いる飽和吸収分光用リチウムセルの加熱機構を作成した。また、それに用いるリチウムセルの作成も試みたが、現在までのところセル内部での不純物の微量の混入のためか、残念ながら現時点では十分な分光レベルで使用可能な性能には至っていない。そこで一時的な代替方法であるが、リチウム原子ビームの蛍光の測定の際のレーザー照射方法に飽和吸収分光の考え方を応用した結果、^6Li原子および^7Li原子のD1遷移線およびD2遷移線において、超微細相互作用による励起波長の分離を観測できている。
また昨年度までに開発した^6Li原子励起用の波長671nmの修正リトロー型外部共振器付の半導体レーザーの設計を参考に、^<220>Fr原子のD1遷移線での励起波長817nmの修正リトロー型外部共振器付の半導体レーザーを新たに1台設計作成した。その結果として現在40mWの出力を得ており、電流微調整無しに4.9GHz以上のmode-hop free tuning rangeを実現している。このtuning rangeは昨年度作成したマイケルソン干渉計で行ったものである。将来本研究では^6Li原子と^<220>Fr原子に対して合計6種類程度のレーザーを用いることとなるが、それに向けて着実に開発を進めている。
また、^<220>Fr原子励起レーザーの原子励起線に固定する目的で利用する、ファブリペロー型干渉計の作成を開始した。