2022 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of new quantum condensed phase by exploiting orbital and spin degrees of freedom of ultracold atomic gases in an optical lattice
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18H05228
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高橋 義朗 京都大学, 理学研究科, 教授 (40226907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高須 洋介 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50456844)
段下 一平 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90586950)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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| Keywords | 量子エレクトロニクス / 冷却原子 / 量子シミュレーション / 光格子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光格子中に導入された極低温原子気体を用いて、特に、非標準的な光格子をデザインすることによって初めて可能となる特異な多重軌道の自由度と、2電子系原子のみが特別に有する高スピン対称性SU(N)に着目し、その二つの自由度が織りなすユニークな新量子物性を開拓することを目的とする。
今年度の研究実績の概要は以下の通りである。まず、局在スピン間のスピン相関を直接観測する実験系の構築に成功し、本目標に向けて大きな一歩となった。また、大きな質量比を持つ原子混合系の研究において、Yb,Er,Liの原子系について、磁性原子Erと非磁性Ybの混合量子気体を実現した論文をまとめ、Phys. Rev. A Lett.にアクセプトされた。さらに、ErとLiのフェルミ・フェルミ混合気体の多くのフェッシュバッハ共鳴を観測することに成功し、その内容はJPSJにアクセプトされた。さらに、SU(N)スピン系１次元等方光格子における最低温度をポメランチュク冷却効果により実現した結果をNat. Phys.誌に論文として出版した。さらに、長距離のスピン相関を観測する新たな手法を理論的に検討し、そのめどをたてた。また、散逸によって駆動された負温度量子磁性について、論文としてまとめ、Phys. Rev. Lett.誌に出版した。また、ユニークな軌道自由度を駆使した新しい可能性として、Yb原子の時計遷移を用いた109の精度の高分解能レーザー分光を実証した論文をPhys. Rev. X誌に出版すると同時に、Yb原子の新たな安定電子軌道状態を直接観測することに成功し、Phys. Rev. Lett. 誌にアクセプトされた。さらに、空間光変調器を用いて任意の空間配置を可能にする光トラップアレー系において、100個以上の単一Yb原子をトラップすることに成功し、今後速やかにリドベルグ励起実験に移行できる状況を作り上げた。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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