2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11216203
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藪崎 努 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60026127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 義朗 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40226907)
森田 紀夫 京都大学, 分子科学研究所, 助教授 (30134654)
北野 正雄 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70115830)
熊倉 光孝 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30324601)
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| Keywords | レーザー冷却 / 基礎物理 / 時間反転対称性 / ボーズ・アインシュタイン凝縮 / スピン量子非破壊測定 / 量子統計性 / スピン精密制御 |
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| Research Abstract |
本研究では、気体原子のレーザー冷却を、物理学の根源に関わる基本的な法則や仮説の検証など、基礎物理へ応用することを目的としている。平成12年度ではまず、(1)時間反転対称性の破れの検証実験の準備として、Yb原子のレーザー冷却・トラッピングの実験を行った。11年度に、磁気光学トラッピングに成功したが,これをさらに、スピン偏極の方向に依存しない双極子トラッピング法で非共鳴レーザー光でトラップする研究を行なった。2本のレーザーが交差する狭い領域へのトラッピングを試み、7つあるYb原子のほとんどの同位体をトラップすることができた。トラップされた原子の密度が予想外に高いことがわかった。続いて、異なった2種の同位体を同時に同じ空間にトラップする実験を行ない、ボゾン-ボソンの同時トラップのほかにボゾン-フェルミオンの同時トラップにも成功した。特に、フェルミオン原子に対しては主にp波散乱であるために、蒸発冷却が有効に働かない。そこでボゾン-フェルミオンの同時トラップによる協同冷却法が非常に有効であることを示した。(2)準安定状態ヘリウム原子のレーザー冷却の研究に関しては、衝突イオン化による原子の損失を減少させるために、ドーナツ状の強度分布を持つレーザービームを用いた磁気光学トラップを提案し、計算機シミュレーションでその有効性を確かめ、予備的実験を行なった。(3)観測の量子系への効果の一つである量子Zeno効果に基づいた光ポンピングの実験を行なった。光吸収なしにスピンが制御できることを実証することに成功した。(4)原子気体の量子凝縮に関する研究として、まず磁場の安定性を高め、Rb原子のボーズ凝縮を安定に生成することに成功した。さらに、安定化したボーズ凝縮を用いて、スピンの自由度を持つボーズ凝縮を実現するための準備を行い、磁場方向を反転することにより量子渦を発生させる実験の準備を行った。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] K.Ishikawa: "Diffusion Coefficient and Sublevel Coherence of Rb Atoms in N_2 Buffer Gas"Phys.Rev.A. 62. 065401-1-4 (2001)
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[Publications] K.Toyoda: "Bose Einstein Condensation in atomic gas"Laser Engineering. 28. 141-146 (2000)
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[Publications] A Hatakeyama: "Slow spin relaxation of Rb atoms confined in a glass cell"Phys.Rev.Lett.. 84. 1407-1410 (2000)
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[Publications] Y.Moriwaki: "Laser spectroscopic measurements of fine structure changing cross setting of Ca^+ and S^+ ions"J.Phys.B. 33. 5099-5108 (2000)
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[Publications] Y.Moriwaki: "Spectroscopic studies on Yb^+ ions in liquid helium"Eur.Phys.J.D. 13. 11-20 (2001)
