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原子・電子による複合ボソンのオプトメカニクス

Publicly Offered Research

Project AreaOptical science of dynamically correlated electrons in semiconductors
Project/Area Number 23104712
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

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

Principal Investigator

金本 理奈  明治大学, 理工学部, 准教授 (00382028)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords放射圧 / 機械振動子 / 縮退フェルミ気体 / 状態転送 / 光共振器
Outline of Annual Research Achievements

24年度は前年度に引き続いて、光が原子に引き起こすメカニカルな効果について調べた。実験では機械振動子を基底状態まで冷却し、コヒーレンスを保ったまま光に状態を転送し読み出すことが可能になったことを動機に、本年度は特に光の非古典的状態を、原子の集団運動に転送・生成する方法を探求した。
ラムダ型三準位原子に2つのレーザーを照射したときの原子内部固有状態の一つに暗状態がある。この状態では内部励起状態が占有されないことから、自然放出によるディコヒーレンスが抑制され、非古典的状態の生成に有利である。また内部状態が暗状態である原子の重心運動を決定する方程式には、光による有効ゲージポテンシャルが生じることから、原子の運動は磁場中の電子と同じ振る舞いをする。この類似を後に電子に活かす可能性を考慮に入れて、ラムダ型三準位原子と、コントロール光・プローブ光の2本のレーザーを用い、ここでコントロール光をコヒーレント状態の重ねあわせとすることで、原子の重心運動の基底状態は、異なる運動量状態の重ね合わせとなることを示した。この手法は原子の量子統計性に依らないだけでなく、磁場中の電子との完全な類似性から、電子のメカニカルモードにおいても非古典的な状態を生成する手法として適用できると考えられる。
本年度は有効ゲージ場が原子に及ぼす影響を定性的に調べるため、自由空間の原子で計算を行ったが、次にこの手法を共振器系に拡張し、原子が光に及ぼす動的な効果、原子間・電子間相互作用、および光の重ねあわせ状態のディコヒーレンスをも含めた定量的な計算が必要であり、今後も引き続き研究を継続する予定である。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Exact relaxation dynamics of a localized many-body state in the 1D bose gas2012

    • Author(s)
      J.Sato, R.Kanamoto, E.Kaminishi, T.Deguchi
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 108 Issue: 11

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.110401

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantization with action-angle coherent states2012

    • Author(s)
      J.P.Gazeau, R.Kanamoto
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series

      Volume: 343 Pages: 012038-012038

    • DOI

      10.1088/1742-6596/343/1/012038

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantum superpositions of flow states on a ring2011

    • Author(s)
      R.Kanamoto, E.M.Wright
    • Journal Title

      Journal of Optics

      Volume: 13 Issue: 6 Pages: 064011-064011

    • DOI

      10.1088/2040-8978/13/6/064011

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 原子・電子による複合ボソンのオプトメカニクス2012

    • Author(s)
      金本理奈
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第7回DYCEシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学浅野キャンパス
    • Year and Date
      2012-12-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 量子オプトメカニクス:フォノン1個の制御から拓ける可能性2012

    • Author(s)
      金本理奈
    • Organizer
      応用物理学会分科会日本光学会秋の大会OpticsPhotonics Japan 2012 シンポジウム「レーザーと原子光学ー基礎から最先端ー」
    • Place of Presentation
      東京(タワーホール船堀)
    • Year and Date
      2012-10-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] EITによる有効磁場下での一原子渦状態の重ね合わせ2012

    • Author(s)
      金本理奈, Ewan M. Wright
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子・電子による複合ボソンのオプトメカニクス2012

    • Author(s)
      金本理奈
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第6回DYCEシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子・電子による複合ボソンのオプトメカニクス2011

    • Author(s)
      金本理奈
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第5回DYCEシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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