2021 Fiscal Year Annual Research Report
強い閉じ込めポテンシャル中の普遍的な少数分子状態の観測と安定化法の探索
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20K14387
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
加藤 宏平 大阪市立大学, 南部陽一郎物理学研究所, 特任助教 (60793586)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 冷却原子気体 / フェッシュバッハ共鳴 / 少数多体系 / 分子会合 / 箱型トラップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目標は、フェッシュバッハ共鳴近傍に存在する、少数分子状態のエネルギー構造の解明と安定化方法の探索である。特に、分子を強い閉じ込めポテンシャル中に導入する事で現れると期待される、低次元少数分子状態に注目した。
本年度はまず強い閉じ込めポテンシャルの生成方法について研究を進めた。本研究では箱型トラップを用いる事で分子生成を高効率化し、特に重力方向には強く閉じ込めた二次元箱型トラップを用いる事で低次元少数分子状態の観測を目指す。光源の波長は比較的近共鳴な755 nm程度とすることで強い閉じ込めを実現する。高出力化の為に波長755nmで発振するアレクサンドライト結晶を用いた半導体励起固体レーザーの開発を進めた。結晶の利得と熱レンズ効果を実測し、数W程度の出力が期待できる事を確認した。また、少数分子状態の観測方法についても研究を進めた。少数分子状態の観測方法の一つに分子状態の影響による原子の非弾性衝突係数の増大をとらえる方法がある。これには、原子の密度変化の精密な測定が必要となり、初期原子数の揺らぎの影響を排除する為には、非共鳴光を用いた連続撮像が有効である。測定は通常熱的原子集団を用いて行われるが、縮退状態の原子集団を用いる事で、更なる測定感度の向上が期待できるという報告がある。一方で、非共鳴光による撮像は縮退状態の原子集団に密度変調をわずかながら与える事が報告されており、測定結果に影響を与える可能性がある。そこで、実際の実験条件におけるシミュレーション実験を行った結果、適切なプローブ光の条件下では密度変調の影響は非常に小さく抑えられる事を確認した。さらに並行して冷却原子生成装置の改良にも着手した。原子数を増大させることによって、初期に分子の生成効率が低くても観測に十分な数の分子の生成が期待できる。原子数を1桁程度改善する事を目的として原子源の改良を行った。
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