2019 Fiscal Year Research-status Report
Test of Macroscopic Quantum Mechanics with Optically Levitated Mirrors
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18K18763
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
道村 唯太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80747006)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 光学浮上 / 光輻射圧 / 光共振器 / レーザー / 干渉計 / 巨視的量子力学 / 巨視的量子現象 / エンタングルメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではプランク質量(約22 μg)を大幅に上回る1 mg鏡のエンタングルメントを実現することで、巨視的な世界においても量子力学は成立するのかという問いに実験的に迫る。そのために、光輻射圧のみを用いて鏡を光学浮上させる新提案の技術により鏡を環境から孤立させる。
鏡の光学浮上の提案はこれまでにいくつかの手法が提案されているが、これまで実現された例はない。光学浮上では鏡の全6自由度を光のみを用いてトラップする必要があるが、特に重要なのが鏡の水平方向の運動に対するトラップである。
2019年度は、浮上鏡に働く水平方向の復元力の測定に成功した。浮上鏡をねじれ振り子の一端に取り付け、ねじれ振り子の共振周波数変化として、復元力の測定を行った。これまで、ねじれ振り子の力測定の感度と精度が足りていなかったため、2019年度は新たに2段のねじれ振り子を制作し、防振を行うとともに、ねじれ振り子を軽量化することで力感度の向上を行った。
ねじれ振り子の一端に取り付けた鏡と、固定鏡で光共振器を構成し、光共振器内の光強度を変えながらねじれ振り子の共振周波数を測定した。その結果、光学的な復元力と光強度の関係が理論と矛盾しないことが確認できた。これにより、我々が提案しているサンドイッチ構成での光学浮上が原理的に可能であることが実証できた。
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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
2019年度はねじれ振り子を用いて光学浮上鏡に働く水平方向の復元力を初めて確認することに成功し、またその復元力が理論通りであることが確認できた。また、米国メーカーやフランスの研究機関と協力し、浮上鏡の製作への目処を立てることができた。光学浮上の実現に向けて、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は浮上鏡の製作と性能評価を行う。そして、光学浮上の世界初実現を目指す。
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Research Products
(30 results)
