2020 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of novel engineering and scientific applications of ultra-precise optical lattice clocks
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16H06284
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
香取 秀俊 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30233836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高本 将男 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (30401144)
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| Project Period (FY) |
2016-04-26 – 2021-03-31
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| Keywords | 量子エレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「光格子時計」の基礎物理の解明と深化を行うと共に、その工学的および基礎物理学的な応用に向けた実証実験を行った。
① 光格子時計の更なる高精度化を図る。Sr原子を用いた光格子時計では、高安定な時計分光用レーザーを導入する事によって、時計の高安定度化を実現した。これにより短い積算時間で精密に時計の不確かさを評価することが可能となり、時計の高精度化が実現できる。
② 高精度な原子時計は、一般相対論的効果によって「重力ポテンシャル計」として機能する新規な量子センサーとして利用できる。このような工学的応用に向けて、既存の可搬型Sr光格子時計を再構成することにより時計の車載化を実現し、相対論的測地技術への応用に向けてより可搬性の高いシステムを構築した。開発した車載型時計の動作検証を行い、実験室に設置した時計と同等の性能が得られている事を示した。
③ これまでの異種原子種を用いた光格子時計開発で得られた知見をもとに、今後の実用化応用に向けた指針を立てた。時計の実用化においては、システムの可搬化が重要な課題となる。この観点から、Sr原子を用いた光格子時計が実用化に適している判断し、本年度はSr原子を用いた光格子時計の可搬化技術開発に注力した。
④ 光格子時計が基礎を置く魔法周波数トラップの新しい応用を探索する。中空ファイバ中の魔法光格子を用いるミニチュア・超放射レーザーの研究に関しては、ファイバ内での原子分光を実施し、また、光シフトが小さく時計遷移分光への影響の少ない連続ポンピングのための自発的パラメトリック下方変換光子対周波数の安定化も実施した。連続原子ローディング光格子時計の開発では、昨年度開発した原子分光領域と原子冷却・捕獲領域を空間的に分離した装置において、原子の光格子への連続注入を実現し、次のステップである原子の連続抽出および定常磁場を用いた連続ラムゼー分光のための実験・開発を行った。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
http://www.amo.t.u-tokyo.ac.jp/,https://www.riken.jp/research/labs/chief/qtm_metrol/
https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/articles/z0508_00097.html
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[Presentation] 厚木-和光間光格子時計ネットワークを用いた遠隔標高差測定2021
Author(s)
今井弘光, 赤塚友哉, 小栗克弥, 石澤淳, 高本将男, 牛島一朗, 大前宣昭, 田中愛幸, 香取秀俊, 後藤秀樹, 寒川哲臣
Organizer
日本物理学会第76回年次大会（2021年）
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