3次元光格子中の冷却フェルミ同位体原子を用いた量子スピン系の研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17684022
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 向山 敬 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (70376490)
• Keywords: 原子・分子物理 / 低温物性 / 強相関エレクトロニクス

Research Abstract

原子線を生成する領域に当たる原子線源,原子線を減速するゼーマン減速器,原子をトラップする領域に当たるメインチャンバを設計,作成した。ゼーマン減速器に発生させる磁場を作るための10個の並列安定化電流源を作成し,レーザー光の周波数を調節することにより原子線の減速に成功した。さらに対向する6本のレーザーと設計された不均一磁場を用いて減速されたリチウム原子をトラップ領城において捕獲することに成功した。本実験で条件を最適化することにより得られた原子数は3×10^9個で,これはリチウム原子のトラップを行っているグループの原子数と比較しても大きい数である。また,このトラップチャンバーは後の実験の都合を考え光学的なアクセスが良いガラスセルで作成した。また,量子縮退を得る手法である蒸発冷却においてトラップ領域の真空度は重要となるが我々の装置においても後の実験に十分な超高真空(〜10^<-11>Torr)を達成した。
この作業と並行して,アメリカの原子物理学会にあたるDAMOPとイギリスで行われた原子の国際会議ICOLSに参加し,世界中の研究者から情報収集を行った。特に論文には示されることのない実験技術の詳細を,研究を行っている学生や研究員と直接話すことにより得ることができた。また,本研究分野では理論グループとの強力な連携協力を行うことにより重要な成果をあげているグループが数多くあり,理論面からのブイードバックがきわめて重要であると考えられている。我々は,長年にわたる密接な交流がありさらに本分野で世界をリードしている,理論グループの東工大上田正仁教授のグループと本研究について連携協力を行い,月に1〜2度のミーティングを行うことにより情報交換や研究内容の議論を行った。