ボーズ凝縮ナトリウム原子と非共鳴光場の相互作用の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11440126
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 盛永 篤郎 東京理科大学, 理工学部, 教授 (90246687)
• Keywords: ボーズ凝縮 / 磁気光学トラップ / 偏光勾配冷却 / 磁気トラップ / 蒸発冷却 / 非共鳴光場 / 原子干渉計 / スカラーアハラノフ・ボーム効果

Research Abstract

本研究は,21世紀にBEC原子を工業的に利用する可能性について知見を得ることを目的に,BEC原子と非共鳴光場の相互作用を調べる。すなわち,ナトリウム原子のボーズ凝縮を行い,ボーズ凝縮原子を閉じ込め磁場ポテンシャルから抽出し,非共鳴光の定在波場,エバネッセント場などのポテンシャル中での挙動について調べる。そして,これら双極子力によるBECの反射,偏向などの操作技術や原子波共振器の可能性を探る。
平成11年度、12年度に渡り、磁気トラップ用四重局磁場と定磁場からなる四葉型磁場を設計・試作し、また、レーザー光導入用ガラスセルを作製し真空装置に配置した。また、ダーク磁気光学トラップ法による高密度トラップ化、偏光勾配冷却による低温化の実験、および磁気トラップの試験を行ってきた。
平成13年度は、
(1)ナトリウム原子に時間的ダークMOTと周波数離調による偏光勾配冷却を行い、磁気トラップに移行しBECを達成するのに十分な位相空間密度10^<-5>が得られた。この原子集団をモードマッチングを考慮し磁気トラップに高効率で移行できた。これにより蒸発冷却を行うことでナトリウム原子のボーズアインシュタイン凝縮を達成する見込みが得られた。しかしながら、装置の真空度が10^<-10>オーダーと悪く、磁気トラップの寿命が0.25秒と短かかった。現在真空装置の改良を進めており、その後、蒸発冷却を行う予定である。
(2)現在のところボーズアインシュタイン凝縮した原子集団が作成できなかったので、偏光勾配冷却した原子に非共鳴光を照射し、超低温集団と非共鳴ラマン散乱について調べた。これを用いてコヒーレントな分割を行ない、原子干渉計を作成した。この干渉計を用いて磁気モーメントを持つ中性粒子がパルス磁場ポテンシャル中で受けるスカラーハラノフ・ボーム効果の検証実験を行うことに成功した。

Research Products

• [Publications] R.Tajima, S Hayakawa et al.: "Dark MOT and Magnetic Trap of Sodium atoms"Technical Digest CLEO/Pacific Rim 2001. 2. 140-141 (2001)
• [Publications] K.Shinohara, T.Aoki, A.Morinaga: "Atomic Multiple-Beam Interferometer Phase-Shifted by the Multiple Magnetic Pulse Fields"Proceedings of ISQM-Tokyo '01(World Scientific). 1-4 (2002)