2018 Fiscal Year Annual Research Report
量子もつれ状態にある2電子の生成および量子干渉現象に関する実験的検証
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17H01072
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
齋藤 晃 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (50292280)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑原 真人 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (50377933)
谷村 省吾 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (90273482)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 量子もつれ / 電子線 / 量子干渉 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）電子銃作製および性能確認：昨年度までに設計を終えた電子銃の作製を行い、作製した電子銃チャンバーを組み上げた。納入搬送の際に装置の一部が破損するトラブルがあり、部品の再加工および組み上げが必要となったが、スケジュールを変更して対応した。真空および高圧の確認し、半導体フォトカソードの設置を完了した。
２）電子顕微鏡装置の設置：本電子銃を搭載する電子顕微鏡装置の設置し、通常の電子銃をもちいた装置の性能評価を行った。また新規開発する重量の大きな電子銃を支えるための指示棒を取り付けたが、装置の除震性能に影響がないことを確認した。さらに電子銃と電子顕微鏡本体の接続部である差動排気システムの取り付けを行い、真空の確認を行った。
３）電子線放出実験：設置した電子顕微鏡装置に今回開発した電子銃を搭載し、電子銃部のベークアウト、真空の確認、NEA活性化を行い、装置全体での電子線放出実験を行った。まだ装置全体の電子線経路を通過させることまではできてないが、電子銃部分を通過することは確認できた。
４）構造化レーザー光生成の予備実験：量子もつれ電子を生成するための量子もつれ光生成の予備準備として、光渦の生成実験を行った。生成した光から得たホログラムには光渦の特徴を表すフォーク状の干渉縞が現れており、光渦であることが確認できた。
５）量子もつれ電子の干渉および計測に関する理論的考察:量子状態のもつれの度合いを、負確率で特徴づける研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
装置全体の組み上げまで完了し、電子線発生まで行うことができた。また量子もつれ光生成の予備的実験として光渦の生成およびフォトカソードへの導入まで完了した。理論面の研究として、量子状態のもつれの度合いを，負確率で特徴づける研究を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
1) 電子線の評価:昨年度までに電子顕微鏡本体に新規開発した電子銃を搭載するところまで完了しており、今年度は装置全体での電子線放出 実験を行う。装置全体としての軸調整を行い、電子線の電流量、輝度、干渉性等の確認を開始する。干渉性の評価にもちいる電子線バイプリズ ムを新規開発する。またパルスレーザーをもちいてパルス電子線の発生を行い、パルス特性の評価も行う。
2) 量子もつれ状態の生成の実験:昨年度までの偏光レーザーによる干渉実験をさらに進め、量子もつれ電子を生成するための量子もつれ光生成の実験を行う。装置付属のレーザー光学系をもちいて量子もつれ光生成の実験を行う。量子もつれ光生成の確認には、量子もつれ状態特有の量子干渉効果を観察することにより行う。
3) 量子もつれ電子の干渉および計測に関する理論的考察:電子スピンを用いて生成した量子状態のもつれの度合いを定量的に測定する方法を考案する．
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