2017 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of Macroscopic Entanglement with Optically Levitated Mirrors
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15K13542
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
道村 唯太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80747006)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光学浮上 / 光輻射圧 / 光共振器 / レーザー / 巨視的量子力学 / 量子力学 / エンタングルメント / 量子非破壊計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では1 mgというプランク質量(22 ug)を大きく上回る質量を持つ2つの巨視的な鏡の間で量子エンタングルメントを世界で初めて実現することを目的としている。これにより、巨視的な世界においても量子力学は成立するのかという根源的な問いに実験的に答えることができる。我々は鏡を光の輻射圧のみを用いて支持する、光学浮上の新手法を提案した。2つの光共振器で浮上鏡を挟むことにより鏡の安定浮上と、現実的なパラメータでの標準量子限界到達が可能であることを示した(Optics Express 25, 13799 (2017))。
2017年度はこうした原理的な計算に加えて、光学浮上の初の実験的実証に向けて原理検証実験を進めた。特に、浮上に至るまでの光強度調整の手順や光輻射圧による復元力の定量的な評価のために、ねじれ振り子を力センサとして用いた実験を進めた。ねじれ振り子の一端に鏡を取り付け、光共振器を組むことで光学浮上に必須となる水平方向の復元力を測定することができる。復元力はねじれ振り子の共振周波数の変化として測定することができるが、本年度は十分に力感度のよいねじれ振り子の開発と、光共振器を制御した状態での共振周波数測定方法の確立に成功した。これにより、十分な光強度を光共振器に蓄積することができれば、安定性検証ができることがわかった。
しかし、十分な光強度を光共振器に蓄積するまでには至らなかった。本年度はその原因が鏡の複屈折に由来することをつきとめた。また、この複屈折の影響を除去し、かつ光強度をモニタするために必要な偏光ビームスプリッタの性能評価を進め、十分低い光学損失をもつことを確認した。
以上のように、理論面・実験面の双方で研究を行い、鏡の光学浮上の実現性を高めた。
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[Presentation] 重力波観測に向けたレーザー強度安定化システムの開発 V2018
Author(s)
古畑貴行, 松島房和, 森脇喜紀, 小林かおり, 蒲原尚吾, 酒本春人, 北澤秀昌, 横川和也, 土井康平, 川村静児, 宮川治, 苔山圭以子, 中野雅之, 寺田総一, 阿久津智忠, 麻生洋一, 上田暁俊, 大石奈緒子, 道村唯太, 宗宮健太郎, 矢野和城, 佐藤孝, 大河正志, 齊藤高大, 志賀和成, 上原知幸, 大前宣昭, Tai Hyun Yoon
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 大型低温重力波望遠鏡KAGRAの初期観測へむけた主干渉計制御2018
Author(s)
榎本雄太郎, 道村唯太, 麻生洋一, 宗宮健太郎, 宮川治, 苔山圭以子, 廣瀬榮一, 井上優貴, 阿久津智忠, 小森健太郎, 有冨尚紀, 下田智文, 長野晃士, 新井宏二, 和泉究, 山本博章
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] 重力波干渉計KAGRAのためのキャリブレーションシステムの構築2018
Author(s)
井上優貴, 阿久津智忠, 和泉究, 牛場崇文, 神田展行, 苔山圭以子, Richard Savage, Rishabh Bajapai, 鈴木敏一, 宍戸高治, Hsieh Bin-Hua, 土田怜, Chu Yu-Kuang, 都丸隆行, 灰野禎一, 道村唯太, 宮本晃伸, 宮本昂拓, 森脇喜紀, 山本尚弘, 横澤孝章
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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[Presentation] Possible KAGRA Upgrades2017
Author(s)
Yuta Michimura, Kentaro Komori, Yutaro Enomoto, Koji Nagano, Kentaro Somiya
Organizer
Gravitational Wave Advanced Detector Workshop 2017
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 重力波望遠鏡KAGRAの主干渉計高度化2017
Author(s)
道村唯太, 麻生洋一, 宗宮健太郎, 宮川治, 苔山圭以子, 廣瀬榮一, 阿久津智忠, 榎本雄太郎, 長野晃士, 小森健太郎, 有冨尚紀, 下田智文, 新井宏二, 山本博章
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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[Presentation] 大型低温重力波望遠鏡KAGRAにおけるTransmission Monitor Systemの開発III2017
Author(s)
両角達彦, 阿久津智忠, 三代木伸二, 都築俊宏, 道村唯太, 麻生洋一, 浦口史寛, 大渕喜之, 池之上文吾, 福島美津広, 齊藤栄
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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[Presentation] 重力波干渉計KAGRAのための輻射圧キャリブレータの開発と評価2017
Author(s)
井上優貴, 阿久津智忠, 上田綾子, 牛場崇文, 神田展行, 木村誠宏, 苔山圭以子, Richard Savage, 鈴木敏一, 宍戸高治, Hsieh Bin-Hua, 都丸隆行, 灰野禎一, 萩原綾子, 道村唯太, 宮本昂拓, 山本尚弘, 横澤孝章
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
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