2016 Fiscal Year Research-status Report
ドレスト原子を利用したボース・アインシュタイン凝縮体の相互作用制御
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15K05233
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
衞藤 雄二郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物理計測標準研究部門, 主任研究員 (50600003)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スピノールボース・アインシュタイン凝縮 / 非平衡ダイナミクス / スピン歳差運動 / スピン混合系 / 非弾性損失 / 自発磁化 / 反強磁性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラジオ波やマイクロ波によるスピン制御法をもとにして、豊富な内部スピン自由度を持つ原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体 (BEC) の新規な制御法や観測法を実現し、更にその新規な制御・観測技術を利用して、量子スピン系における非平衡ダイナミクスに関する新たな知見を得ることが、本研究の目的である。
平成28年度の第一の成果として、平成27年度に行った「スピン遷移による２成分BECの混和性制御と非平衡空間ダイナミクス」に関する研究成果を、New journal of Physics誌に投稿し、論文が掲載された。
更に平成28年度は、「混合スピノールBEC系におけるスピノールダイナミクスの観測」と「反強磁性スピンにおけるスピノールダイナミクスの観測」という２つの実験に成功した。
前者の実験では、スピン1とスピン２の混合BEC系を制御するために、２つのスピンの同時ラムゼイ干渉法という新たな手法を提案した。更に、スピン混合系を制御し、BECスピン混合系のスピノールダイナミクスを初めて観測することに成功した。本研究で実現した新しい制御法は、混合スピノールBEC系を制御する新たな手法を与えるものであり、混合スピノール系の研究を促進させるものであると期待できる。
後者の研究では、反強磁性的な性質を持つ87Rbスピン２BEC中で自発磁化を観測する事に成功した。自発磁化は強磁性的な性質により引き起こされる現象であることから、今回観測された現象は非自明なものであり、今後この現象のメカニズムの解明に向けて研究を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
スピン自由度を持った原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体 (BEC) の新規なスピン制御法の確立とスピノールダイナミクスの観測が本研究の目的である。
新規なスピンの制御法の確立という観点では、当初計画にはなかった「スピン遷移による混和性の制御法」と「ラムゼイ干渉法を利用した混合スピンの制御法」の２つの制御法を提案し、実現することに成功した。更には、この新たな制御法の実現に加えて、「混ざり合う性質を持つ２成分BECにおける空間構造の非平衡ダイナミクス」や「スピン混合系におけるスピン歳差運動のrephasingの観測」、「反強磁性スピンにおける自発磁化の観測」など、当初予定にはなかった複数の新規な非平衡ダイナミクスの観測に成功している。
これまでに得られた多くの研究結果は、当初予想していた結果以上の成果であり、当初計画以上の進展が得られていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度までに得られたデータの解析や、これまでに実現してきたスピン制御法の更なる可能性を探索する。特に、平成28年度に得られた成果の一つである「反強磁性スピンにおける自発磁化の観測」は、非常に非自明な現象であることから、理論シミュレーションとの定量的な比較などから、そのメカニズムの解明を目指す。更には、平成29年度は本研究計画の最終年度であることから、これまでの成果をまとめて、論文投稿を行う予定である。
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