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光格子中イッテルビウム原子量子気体を用いた量子シミュレーション

Research Project

Project/Area Number 18043013
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

高橋 義朗  Kyoto University, 大学院・理学研究科, 教授 (40226907)

Project Period (FY) 2006 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Keywords量子シミュレーション / 光格子 / フェルミ縮退 / 強相関 / イッテルビウム / ハバードモデル / 量子縮退 / ボース凝縮
Research Abstract

今年度は、まず、174Yb原子BECを1次元光格子に導入し、光格子中にトラップされていた原子に対して瞬間的に光格子を切り、その後一定時間経たのちの原子波の干渉をCCDカメラにより測定し、その画像として、明瞭な干渉パターンを観測することに成功した。これは、超流動状態が実現していることを意味する。さらに、光格子の強度をコントロールすることにより、の超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移を観測することに成功した。さらに、これについてもフェルミ粒子173Yb原子を混合したときの影響を、干渉パターンのVisibilityを測定することにより定量的に調べた。そして、この超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移現象について超狭線幅遷移を利用した高分解能レーザー分光によりプローブすることに成功した。1S0-3P2遷移(507nm)に対しては、特定の磁場と光格子の偏光の方向に対しては、いわゆる、「magic wavelength条件」という基底状態と励起状態のライトシフトが同一となる条件が、532nmの光格子に対しても成立することが分かったので、この条件で、一次元光格子に導入された174Yb原子BECについて、超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移について、高分解能レーザー分光により詳細にスペクトルを測定する実験を行い、原子間相互作用を直接観測することに成功した。それだけでなく、さらに、この遷移の光周波数を光周波数コムを用いて正確に決定することに成功した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (8 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Hyperfine-structure-induced purely long-range molecules2008

    • Author(s)
      K. Enomoto, M. Kitagawa, S. Tojo, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett 100

      Pages: 123001-123001

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two-color photoassociation spectroscopy of ytterbiumatoms and the precise determinations of $s$-wave scattering lengths2008

    • Author(s)
      M. Kitagawa, K. Enomoto, K. Kasa, Y. Takahashi, R. Ciurylo, P. Naidon, and P. S. Julienne,
    • Journal Title

      Phys. Rev. A 77

      Pages: 12719-12719

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A diode laser system for spectroscopy of the ultranarrow transition in ytterbium atoms2008

    • Author(s)
      A. Yamaguchi, S. Uetake, Y. Takahashi
    • Journal Title

      Appl. Phys. B 91

      Pages: 57-57

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of the s-Wave Scattering Length and the C6 van der Waals Coefficient of 174Yb via Photoassociation Spectroscopy2007

    • Author(s)
      K. Enomoto, M. Kitagawa, K. Kasa, S. Tojo, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett 98

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum Degenerate Fermi Gases of Ytterbium Atoms2007

    • Author(s)
      T. Fukuhara, Y. Takasu, S. Sugawa, Y. Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Splitting of a quadruply quantized vortex in the Rb Bose-Einstein condensate2007

    • Author(s)
      Masayuki Okano, Hideki Yasuda, Kentaro Kasa, Mitsutaka Kumakura, and Yoshiro Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Low Temperature Physics

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Spin Noise Measurement with Diamagnetic Atoms2007

    • Author(s)
      M. Takeuchi, S. Ichihara, T. Takano, M. Kumakura, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. A 75

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  • [Journal Article] Bose-Einstein condensation of an ytterbium isotope2007

    • Author(s)
      T. Fukuhara, S. Sugawa, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. A 76

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    • Author(s)
      T. Isoshima, M. Okano, H. Yasuda, K. Kasa, J. A. Huhtamaki, M. Kumakura, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Lett 99

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      2007 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Degenerate Fermi Gases of Ytterbium2007

    • Author(s)
      T.Fukuhara, Y.Takasu, M.Kumakura, Y.Takahashi
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett 98

      Pages: 304012-304012

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  • [Journal Article] High-resolution photoassociation spectroscopy of ultracold ytterbium atoms by using the intercombination transition2006

    • Author(s)
      S.Tojo, M, Kitagawa, K.Enomoto, Y.Kato, Y.Takasu, M.Kumakura, Y.Takahashi
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett 96

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Topological Formation of a multiply charged vortex in the Rb Bose-Einstein condensate;Effectiveness of the gravity compensation2006

    • Author(s)
      M.Kumakura, T.Hirotani, M.Okano, Y.Takahashi, T.Yabuzaki
    • Journal Title

      Phys.Rev.A 73

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  • [Presentation] 冷却Yb原子の光格子実験2008

    • Author(s)
      素川靖司、福原武、杉本昌仁、田家慎太郎、高須洋介、高橋義朗
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部東大阪キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-25
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  • [Presentation] 冷却Yb原子の^1S_0-^3P_2遷移を用いた高分解能分光2008

    • Author(s)
      山口敦史、植竹智、加藤真也、伊東宏之、高須洋介、高橋義朗
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部東大阪キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-25
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  • [Presentation] 原子気体のBECと量子縮退状態2008

    • Author(s)
      高橋義朗
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学本部東大阪キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-24
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 冷却Yb原子1SO -3PO遷移の高分解能分光II2007

    • Author(s)
      植竹智、山口敦史、加藤真也、福原武、李瑛、細川端彦、高橋義朗
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-24
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  • [Presentation] Ybボース・フェルミ混合系における集団振動2007

    • Author(s)
      福原武、辻本拓也、南川靖司、高須洋介、高橋義朗
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-24
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 冷却イッテルビウム原子の異核分子光会合2007

    • Author(s)
      原秀明、榎本勝成、北川昌明、高須洋介、高橋義明
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-24
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] High resolution laser spectroscopy of ultracold Ytterbium Atoms2007

    • Author(s)
      Y. Takahashi
    • Organizer
      7th CLEO Pacific Rim conference on lasers and electro-optics
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2007-08-28
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] High resolution laser spectroscopy of ultracold Ytterbium2007

    • Author(s)
      Y. Takahashi
    • Organizer
      International Conference on Laser Spectroscopy (IC0LS2007)
    • Place of Presentation
      Telluride, CO, USA
    • Year and Date
      2007-06-28
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  • [Book] 月間オブトロニクス2008. 2No314 連載「基礎からの量子光学」第26回冷却原子を用いた量子シミュレーション2008

    • Author(s)
      高橋義朗
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      オプトロニクス社
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      2007 Annual Research Report
  • [Book] 「光と物理学」第2章 レーザー光で創る量子気体2007

    • Author(s)
      嶺重慎, 高橋義朗, 田中耕一郎
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      京都大学学術出版会
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  • [Book] 原子スピン集団による量子インターフェース「量子情報通信-基礎から最前線まで-2006

    • Author(s)
      高橋義朗, 高野哲至
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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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