2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17550019
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
菅原 道彦 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (40276415)
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| Keywords | 化学物理 / 量子制御 / 量子観測 / デコヒーレンス / レーザー |
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| Research Abstract |
強レーザー場によって量子系にもたらされるコヒーレントな動力学と、観測操作によってもたらされるデコヒーレンス効果を組み合わせることによって新たな量子制御の描像を構築することが出来た。この際、観測操作による波束の収縮を密度行列の運動方程式に理論的に組み込むために射影演算子の概念を導入し定式化を行った。この射影演算子は、密度行列の非対角成分の消去(デコヒーレンス)する働きをするため、同種の粒子からなる統計的集団に対して通常のノイマン型射影が施された結果を的確に表現することができる。さらに、頻繁に施される観測操作間の時間発展演算子に対して2次の摂動論を適用することにより、系の準位分布のみを基底とする有効リウビリアンを導出することに成功した。この有効リウビリアンを用いて頻繁な観測と強レーザー場が存在する環境下における準位分布の運動を簡便に記述することが可能になった。この有効リウビリアンに対して固有値解析を施すことによって、十分時間を経た後で得られる定常状態の準位分布の性質が運動方程式を直接解くことなしに求められることが明らかになった。この解析を通してレーザー場の強度や観測対象準位を変化させることによって、最終的に得られる定常状態準位分布が制御可能であることがわかった。実際に、∧型3準位系、コブラック・ライス型5準位系などのモデル系において、上記の制御法を適用したところ、レーザー光強度と観測対象準位を変化させることにより様々な終状態準位分布を得ることが出来た。
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