2020 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 |
本研究課題は、量子もつれ状態にある2つのスピン編極電子を世界で初めて真空中取り出し、その量子干渉現象を利用した新しい計測法を提案することを目的とす る。また、本研究課題で開発した技術をもちいて複数の電子源をもつ電子顕微鏡装置の開発のための基礎的な実験を行う。今年度の研究実績の概要は以下のとお りである。
1) 偏極度80%、エネルギー幅0.1eVのスピン偏極電子をもちいて強度干渉を評価する実験を行った。2つの電子が同時に検出器に入射するイベントの頻度を計測したところ、スピン偏極率±80%の電子線では、スピン偏極率0%の場合に比べて、同時計測イベントの頻度が低下すること、すなわちアンチバンチングが起きていることを見出した。
2) 振幅および位相に特定の構造をもつレーザー光を半導体フォトカードに入射し、光の振幅および位相構造を光電子に転写させる実験を行った。空間位相変調器により構造化光をフォトカソード面に照射する光学系を構築し、フォトカソード面で10μm程度の構造化光を生成することに成功した。これは従来生成した構造化光のパターンと比べて2~3桁小さく、より精細なパターンが生成出来ることが確認できた。この光学系をフォトカソード電子銃を搭載した電子顕微鏡装置に導入し、構造化電子の生成を試みた。電子光学系の調整が十分に行えなかったため構造化電子線の確認はできなかったが、フォトカソード電子銃に入射させた構造化光のパターンや入射位置によって光電子の電流量に変化が見られるところまでは達成した。
3) 現代数学の一分野である圏論を物理学とくに量子論に応用する研究に取り組み、物理量の分類と関係性記述に圏論が有用であることを見出した。
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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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