2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22684022
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高須 洋介 京都大学, 理学研究科, 助教 (50456844)
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| Keywords | 量子縮退 / イッテルビウム / リチウム / 極低温分子 |
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| Research Abstract |
平成23年度では、希土類原子であるイッテルビウム(Yb)原子と、アルカリ原子であるリチウム(Li)をスピン自由度を生かしたまま光トラップ中に同時に捕獲し、蒸発冷却することでYb原子およびLi原子の同時量子縮退に成功した。Yb原子は数十μK、Li原子は数百μKまで磁気光学トラップ中で冷却される。これらを保存力である光トラップに再捕獲した。光トラップの光源としては、波長1070nmで発振するファイバーレーザー、および1083nmで発振するファイバーレーザーの2台を用いた。これはYb,Liの共鳴より赤方離調であるため、Yb、Li原子を共に捕獲することが可能である。また、トラップ光の吸収もほとんど無視することができ、後述する蒸発冷却には最適のトラップ光源である。
光トラップに捕獲したYb、Li原子を蒸発冷却によりさらに数百nK程度まで冷却した。光トラップ中で共同蒸発冷却することで、それぞれ量子縮退した混合原子団を生成することに成功した。フェルミオン(6Li)-フェルミオン(173Yb)原子の同時フェルミ縮退では、温度はLi原子が220nKでフェルミ温度の0.07倍、Yb原子が170nKでフェルミ温度の0.52倍であった。また、フェルミオン(6Li)-ボソン(174Yb)の混合系を用いて、BEC-フェルミ縮退混合系の生成にも成功した。温度はLiが290nKでフェルミ温度の0.08倍、YbはBEC転移温度以下の280nKであった。アルカリ・2電子系の混合における量子縮退の実現は、ボース凝縮・フェルミ縮退のいずれの組み合わせを含めても本研究が世界で初めての成果であり、その意義はとても高いと考えている。
また3次元光格子の構築や、Yb分子の分光学研究についても研究を進めている。これら成果は国内外の国際学会で発表したほか、一部を投稿論文にて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
希土類原子であるイッテルビウム(Yb)原子と、アルカリ原子であるリチウム(Li)をスピン自由度を生かしたまま光トラップ中に同時に捕獲し、蒸発冷却することでYb原子およびLi原子の同時量子縮退に成功した。アルカリ・2電子系の混合における量子縮退の実現は、ボース凝縮・フェルミ縮退のいずれの組み合わせを含めても本研究が世界で初めての成果であり、その意義はとても高いと考えている。この同時量子縮退の実現は、本研究遂行のために一番困難な課題であったが、それが予定通りに達成できたことは、非常に意義の高いことであると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、3次元光格子系を構成している。また光会合実験を3次元光格子中で行うことも計画しており、研究は当初の計画通りに進展するものと考えている。
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