レーザー冷却原子の光会合によって生成する質量選別Yb2分子の高分解能分光
| Project/Area Number |
16K05654
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Physical chemistry
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
馬場 正昭 京都大学, 理学研究科, 教授 (80189729)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2017: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | Yb2分子 / 光会合 / 質量同位体選別 / ポテンシャルエネルギー曲線 / 高分解能レーザー分光 / イッテルビウム分子 / 冷却原子トラップ / 高分解能スペクトル / Ｙｂ２分子 / 冷却原子光会合 / ポテンシャル決定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、MOTを用いて、Yb原子の単一の質量同位体だけを捕捉しレーザー光会合によって質量同位体選別のYb2分子を生成し、その高分解能レーザー分光を行うのを最終目的としている。この目標を達成するためには、比較的高濃度のYb2分子を光会合で生成できるMOTの装置と、光会合レーザーシステムが必須であり、平成２９年度にその装置がほぼ完成して、Yb原子の単一の質量同位体だけの捕捉に成功した。Yb2分子の生成を目指して現在継続的に実験を行っている。これと同時に、波長可変ナノ秒パルスレーザーと高温ノズルを用いた分子線の装置を開発してYb2分子のスペクトル測定にも成功した。
もうひとつの目標であるポテンシャルエネルギー曲線の決定については、量子化学理論計算を試行して、結合エネルギーと振動エネルギーの計算値を得ることができた。その結果を実験値と比較して、さらに精度の高い計算を模索している。同時に広い波長範囲にわたって高分解能スペクトルを測定し、実験データについても精度を高めていく計画である。
これらの研究探索を総合的に進めて、継続的に超高分解能スペクトルの測定と単一振動回転スペクトル線の帰属、分子定数の正確決定を行う。それぞれの分子定数が正確に求まったら、換算質量を用いてすべての同位体の分子定数を予測する質量スケーリング則を導入し、理論的な考察を行って、最終的には化学結合の機構を明らかにしたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Yb原子の単一の質量同位体だけを捕捉するMOTの装置が完成し、充分な濃度の原子をトラップすることに成功した。現在は、これにさらに周波数を安定化させた単一モードレーザー光を加えて光会合を起こし、単一質量同位体のYb2分子を生成させる試みを行っている。まだその検出には至っていないが、さらにレーザーの周波数の安定化と出力をさらに強化することで、改善を図る計画である。
波長可変ナノ秒パルスレーザーと高温ノズルを用いた分子線によるYb2分子の電子スペクトルの探索については、高温で安定に動作するノズルを開発し、いくつかの波長領域でレーザー光の吸収とそれに伴うけい光発光を検出して高分解能スペクトルを測定することができた。現在もスペクトル強度の増強のための改善と、広い波長領域にわたるスペクトル測定を継続して行っている。
ポテンシャルエネルギー曲線の決定については、充分な精度で計算を行うことができるようになり、これも現在進行中である。いずれも、平成２８、２９年度の研究計画に従ってほぼ順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成３０年度の研究計画では、最終的な研究の総括と、研究成果の発表を主な課題としている。旅費については、国内および国外の学会に積極艇に参加し、講演を行うとともに研究者との情報交換を行いたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
