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電子EDM探索に向けて:光トラップ中での冷却分子生成

Publicly Offered Research

Project AreaExtreme quantum world opened up by atoms -towards establishing comprehensive picture of the universe based on particle physics-
Project/Area Number 24104701
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 InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鳥井 寿夫  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (40306535)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywordsレーザー冷却 / EDM / 2種原子混合系 / 光会合
Research Abstract

初年度はLi原子の冷却とトラップ研究に重点を置いていた。昨年度は、Sr原子実験の改善を行った。光トラップと分子生成のためには、Sr原子のさらなる冷却と原子数密度の増大が望ましい。そこで、(1)Sr原子の689nm光レーザー冷却用光源開発とレーザー冷却、(2)Sr原子数増大のために重要なリポンプ光源の周波数安定化の研究を行った。
(1)Sr原子の689nm光レーザー冷却用光源として、リットマン型ECDLを開発し、ULE共振器を用いて線幅狭窄化を行い、実際に689nm光を用いたSr原子のレーザー冷却に成功した。
(2)Sr原子のリポンプ光として、波長497nmの5s5p 3P2 - 5s5d 3D2遷移を用いるが、この3P2状態は基底状態ではなく準安定状態のため、通常の周波数安定化用セルとして準備するのは難しい。そこで、ホロー・カソードランプを用いることで、Sr原子の準安定状態の分光を行った。準安定状態は、放電セル中の電子とSr原子が衝突することで生成される。実際に、このホロー・カソード放電中のSr原子の分光実験を行うことで、電子の空間分布が多いセルの中心部付近で、3P2状態の原子の励起率(準安定状態と基底状態の比)が大きいことを実験的に突き止めた。
また、準安定状態3P2は、速度変化衝突(velocity changing collision, VCC)の影響が大きく、飽和吸収分光法におけるラム・ディップが観測できなかったが、バッファガスの圧力や原子種を変えることで、励起率やVCCが変化することがわかり、Ne の圧力が高いときよりも、Ne + Xe で圧力が低いときに、3P2状態の励起率が高くVCCが小さくラムディップを大きくできることがわかった。
以上から、Sr原子の原子数を増大し冷却する技術を確立できた。今後は、光トラップへ移行し、分子生成実験を行うことができると考えている。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Asimplified 461-nm laser system using bluelaser diodes and a hollow cathode lamp for laser cooling of Sr2013

    • Author(s)
      Yosuke Shimada, Yuko Chida, NozomiOhtsubo, Takatoshi Aoki, Makoto Takeuch位、Takahiro Kuga, and Yoshio Torii
    • Journal Title

      Review of ScientificInstruments

      Volume: 86 Issue: 6 Pages: 63101-63101

    • DOI

      10.1063/1.4808246

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A simplified 461-nm laser system using blue laser diodes and a hollow cathode lamp for laser cooling of Sr2013

    • Author(s)
      Yosuke Shimada
    • Journal Title

      arXiv:

      Volume: 1303 Pages: 1325-1325

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article]2012

    • Author(s)
      Nozomi Ohtsubo, Takatoshi Aoki, and Yoshio Torii
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 37 Issue: 14 Pages: 2865-2865

    • DOI

      10.1364/ol.37.002865

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2012

    • Author(s)
      Yoshio Torii, Hideyasu Tashiro, NozomiOhtsubo, and Takatoshi Aoki
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 86 Issue: 3 Pages: 33805-33805

    • DOI

      10.1103/physreva.86.033805

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ホローカソード放電を用いた準安定ストロンチウム原子生成の最適化2014

    • Author(s)
      島田陽介,青木貴稔,久我隆弘,鳥井寿夫
    • Organizer
      日本物理学会 第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学、神奈川県平塚市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Laser Phase and Frequency Stabilization Using Atomic Coherence2013

    • Author(s)
      Yoshio Torii
    • Organizer
      Workshop on the Optical Frequency Standards
    • Place of Presentation
      NICT, Tokyo
    • Year and Date
      2013-02-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ホローカソードランプを用いた準安定Sr原子のドップラーフリー分光2013

    • Author(s)
      渡邊千嘉,島田陽介,長澤仁,青木貴稔,竹内誠,久我隆弘,鳥井寿夫
    • Organizer
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学、徳島県徳島市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] High-performance apparatus for simultaneously laser cooling of 87Rb and 6Li2012

    • Author(s)
      Nozomi Ohtsubo
    • Organizer
      ICAP2012
    • Place of Presentation
      Ecole Polytechnique, Palaiseau, France
    • Year and Date
      2012-07-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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