2013 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド光トラップにおける極低温アルカリ原子とSr原子混合系の研究
Project/Area Number |
25287100
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
青木 貴稔 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (30328562)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶田 雅稔 独立行政法人情報通信研究機構, 新世代ネットワーク研究センター 光・ 時空標準グループ, 主任研究員 (50359030)
|
Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
Keywords | 光トラップ / レーザー冷却 / 蒸発冷却 / 極低温原子混合系 / 冷却分子 |
Research Abstract |
本研究は、アルカリ原子とアルカリ土類原子Srの同時量子縮退実現を目指すため、ハイブリッド光トラップを行うことや、その後の冷却分子研究について理論面からも研究を行うことを目的としている。 我々は波長461nmのレーザー冷却に成功しているが温度は2-4mK程度であり、光トラップを行うためにはさらなる冷却が望ましい。波長689nmのレーザー光を用いた2段階目のMOTを行えば、温度1マイクロK程度へとさらに冷却することで光トラップが容易になる。そこで本年度は、波長689nmの光源システムの開発とMOT実験を行った。 Sr原子の689nm光の遷移は自然幅が7.4kHz程と非常に狭いため、レーザー光の線幅狭窄化が必要である。そのため、リットマン型外部共振器型半導体レーザーを構築し、ULE共振器を立ち上げPDH法を用いることで、線幅狭窄化を行った。Sr原子のヒートパイプを作製して689nmの飽和吸収分光を行い、ULE共振器との差周波数とそのドリフトを測定した。 次に、この光源システムを用いて、Sr原子の2段階目のレーザー冷却を行った。689nmレーザー光を461nmで磁気光学トラップされた原子集団へ照射し、MOTに用いる磁場勾配を下げることで、689nm光を用いたレーザー冷却に成功した。 また、アルカリ原子とSr原子混合系として、(1)RbSrの同時トラップに成功し論文発表した。(2)FrSrの研究について学会発表を行い、FrSr混合系実現で重要となるFr実験についても論文と学会発表を行った。 分担者の梶田氏は、レーザー冷却後に光トラップされたCaH分子の振動遷移周波数の精密計測の可能性を検討し、17桁の確度が得られると結論付けた。また、クーロン結晶内のN2+分子イオンの振動遷移周波数の計測でも17桁の確度が出せることがわかった。分子振動遷移周波数の精密計測は陽子―電子質量比の検出に有効である。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
光トラップの前段階として、Sr原子の689nmレーザー冷却の光源開発と原子数増大に時間がかかった。光源については、ヒートパイプによるSr共鳴線を基準としてULE共振器の周波数ドリフトが求まり、インジェクションロックによるパワーの増大を行った。原子数に関しては、オーブン用ヒーターを高温用に交換し、減速光をインジェクションロックでパワー増強することで、大幅に改善することができた。689nmレーザー冷却の最適化が終了すれば光トラップを行うことができる、と考えている。
|
Strategy for Future Research Activity |
現在、689nmのレーザー冷却はブロードバンドで行っているがまだ効率がわるい。そこで、レーザー光パワーを増強することで、移行効率を改善する。そして、単一周波数でのレーザー冷却を行うことで、温度1マイクロK程度かそれ以下へと冷却する。 次に、689nm光でレーザー冷却されたSr原子に、近赤外のレーザー光を照射することで、光トラップを行う。光トラップ後は、アルカリ原子を混ぜることで、同時トラップを行う。そして、ハイブリッド光トラップへ移行することで、蒸発冷却を行い、量子縮退を目指す。 また、研究分担者は、これまで分子遷移の精密計測の可能性を理論的観点から検討してきたが、今後は実験的な観点から検討していく。
|
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予定していた物品の購入金額が、予定より安価になっため。 今年度と合わせて物品費として使用する
|
-
-
[Journal Article] Radioactive ion beam transportation for the fundamental symmetry study with laser trapped atoms2014
Author(s)
Hiroshi Arikawa, S. Ando, T. Aoki, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, H. Kawamura, K. Kato, T. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H.S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
-
Journal Title
Rev. Sci. Instrum.
Volume: 84
Pages: 02A732-1-3
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Development of the Measurement System for the Search of an Electric Dipole Moment of the Electron with Laser-Cooled Francium Atoms2014
Author(s)
T. Inoue, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. Kawamura, H.S. Nataraj, T. Sato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida and Y. Sakemi
-
Journal Title
EPJ Web of Conferences
Volume: 66
Pages: 05008-1-4
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Search for a permanent EDM using laser cooled radioactive atom2014
Author(s)
Hirokazu Kawamura, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H.S. Nataraj, T. Sato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
-
Journal Title
EPJ Web of Conferences
Volume: 66
Pages: 05009-1-4
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Development of francium atomic beam for the search of the electron electric dipole moment2014
Author(s)
Tomoya Sato, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. Kawamura, H. S. Nataraj, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, T. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida, and Y. Sakemi
-
Journal Title
EPJ Web of Conferences
Volume: 66
Pages: 05019-1-4
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Laser Cooled Francium Factory for the Electron Electric Dipole Moment Search2014
Author(s)
Tomohiro Hayamizu, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. Kawamura, T. Sato, S. Ando, T. Aoki, K. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. Nataraj, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. Yoshida, and Y. Sakemi
-
Journal Title
JPS Conf. Proc.
Volume: 1
Pages: 013065-1-6
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
[Journal Article] Laser-cooled radioactive francium factory at CYRIC2013
Author(s)
H. Kawamura, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, T. Sato, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H.S. Nataraj, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, Y. Sakemi
-
Journal Title
Nucl. Instrum. Meth. B
Volume: 317
Pages: 582-585
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Search for electron EDM with laser cooled radioactive atom2013
Author(s)
T. Inoue, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. Kawamura, H.S. Nataraj, T. Sato, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida and Y. Sakemi
-
Journal Title
AIP Conf. Proc.
Volume: 1533
Pages: 134-139
DOI
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Search for electron EDM using laser cooled radioactive Fr atoms2014
Author(s)
T. Inoue S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Ishikawa, M. Itoh, K. Kato, H. Kawamura, A. Uchiyama, Y. Sakemi, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] Development of highly sensitive magnetometer based on NMOR effect toward EDM experiments2014
Author(s)
T. Inoue, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Ishikawa, M. Itoh, K. Kato, H. Kawamura, Uchiyama, T. Aoki, K. Asahi, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, A. Yoshimi, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] An observation of a small number trapped Rb atoms by CCD camera2014
Author(s)
T. Aoki, H. Arikawa, S. Ando, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ezure, K. Kato, T. Hayamizu, K. Harada, H. Kawamura, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, H. Yoshida, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] Optical Dipole Trap towards the Electron EDM Search using Francium Atom2014
Author(s)
T. Hayamizu, K. Harada, T. Aoki, S. Ezure, K. Kato, S. Ando, H. Arikawa, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, H. Kawamura, T. Aoki, A. Uchiyama, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Kato, T. Murakami, H. S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] Performance evaluation of a neutralizer for the electron EDM search using laser-cooled francium atoms2014
Author(s)
T. Ishikawa, S. Ando, H. Arikawa, T. Aoki, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, M. Itoh, H. Kawamura, K. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] Magneto optical trap for francium atom towards the electron EDM search2014
Author(s)
K. Harada, S. Ezure, T. Hayamizu, K. Kato, H. Kawamura, T. Inoue, M. Itoh, S. Ando, H. Arikawa, T. Ishikawa, T. Aoki, A. Uchiyama, T. Aoki, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, Y. Shimizu, T. Sato, T. Wakasa, H. P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] Laser frequency stabilization using iodine molecules and offset locking technique for magneto-optical trapping of francium atom2014
Author(s)
S. Ezure, K. Harada, T. Aoki, T. Hayamizu, M. Itoh, H. Kawamura, T. Inoue, T. Sato, H. Arikawa, S. Ando, T. Ishikawa, K. Kato, T. Aoki, A. Uchiyama, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. P. Yoshida, T. Wakasa, and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] A beam transportation of radioactive francium for magneto-optical trapping experiments2014
Author(s)
H. Arikawa, S. Ando, T. Aoki, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, H. Kawamura, K. Kato, T. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida and Y. Sakemi
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
[Presentation] The search for the electron electric dipole moment using ultracold FrSr molecules2014
Author(s)
T. Aoki, H. Nagasawa, Y. Torii, K. Harada, H. Kawamura, T. Inoue, T. Hayamizu, S. Ezure, T. Sato, T. Kato, S. Liu, H. S. Nataraj, H. Arikawa, T, Ishikawa, T. Kato, T. Aoki, A. Uchiyama, M. Itoh, Y. Sakemi, T. Murakami, K. Imai, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, H. P. Yoshida, T. Wakasa, T. Furukawa, Y. Shimizu, et al.
Organizer
7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2014)
Place of Presentation
Miraikan, Odaiba, Tokyo
Year and Date
20140314-20140316
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Radioactive ion beam transportation for the fundamental symmetry study with laser trapped atoms2013
Author(s)
Hiroshi Arikawa, S. Ando, T. Aoki, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, H. Kawamura, K. Kato, T. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H.S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
The International Conference on Ion Sources (ICIS'13)
Place of Presentation
Makuhari Messe, Chiba, Japan
Year and Date
20130909-20130913
-
-
[Presentation] Search for a permanent EDM with radioactive atoms2013
Author(s)
Y. Sakemi, M. Itoh, K. Harada, H. Kawamura, T. Inoue, T. Hayamizu, T. Sato, S. Ezure, T. Ishikawa, H. Arikawa, K. Kato, S. Ando, A. Uchiyama, T. Aoki, A. Hatakeyama, Y. Shimizu, T. Murakami, K. Imai, K. Hatanaka, T. Wakasa
Organizer
3rd Workshop on the Physics of Fundamental Symmetries and Interactions at low energies and the precision frontier (PSI2013)
Place of Presentation
Paul Scherrer Institute, Switzerland
Year and Date
20130909-20130912
-
[Presentation] Ultracold Sr experiment toward the search for the electron-EDM using ultracold FrSr molecules2013
Author(s)
T. Aoki, Y. Yamanaka, H. Nagasawa, M. Takeuchi, Y. Torii, T. Kuga, K. Harada, A. Oikawa, T. Hayamizu, S. Ezure, H. Kawamura, T. Inoue, T. Sato, T. Kato, S. Liu, M. Itoh, H. Arikawa, T. Ishikawa, T. Furukawa, H. P. Yoshida, H. S. Nataraj, Y. Sakemi, M. Abe, G. Gopakumar, M. Hada, and M. Kajita
Organizer
3rd Workshop on the Physics of Fundamental Symmetries and Interactions at low energies and the precision frontier (PSI2013)
Place of Presentation
Paul Scherrer Institute, Switzerland
Year and Date
20130909-20130912
-
[Presentation] Laser cooled francium factory for the electron electric dipole moment search2013
Author(s)
Tomohiro Hayamizu, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. Kawamura, T. Sato, S. Ando, T. Aoki, K. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. Nataraj, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
Place of Presentation
Makuhari Messe, Chiba, Japan
Year and Date
20130714-20130719
-
-
-
[Presentation] Toward the electron EDM search using laser cooled francium atom2013
Author(s)
T. Hayamizu, K. Harada, H. Kawamura, T. Sato, S. Ezure, H. Arikawa, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H.S. Nataraj, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
The 21st International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS 2013)
Place of Presentation
Claremont Hotel, Berkeley, USA
Year and Date
20130614-20130614
-
[Presentation] Ion beam neutralization and magneto optical trap towards the electron EDM search using Fr2013
Author(s)
K. Harada, T. Hayamizu, S. Ezure, H. Kawamura, T. Sato, T. Inoue, T. Kato, H. Arikawa, T. Ishikawa, T. Aoki, M. Itoh, H. S. Nataraj, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami,Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
The 21st International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS 2013)
Place of Presentation
Claremont Hotel, Berkeley, USA
Year and Date
20130609-20130614
-
[Presentation] Proposal of the search for the electron-EDM using ultracold FrSr molecules2013
Author(s)
T. Aoki, Y. Yamanaka, H. Nagasawa, M. Takeuchi, Y. Torii, T. Kuga, K. Harada, A. Oikawa, T. Hayamizu, S. Ezure, H. Kawamura, T. Inoue, T. Sato, T. Kato, S. Liu, M. Itoh, H. Arikawa, T. Ishikawa, T. Furukawa, H. P. Yoshida, H. S. Nataraj, Y. Sakemi, M. Abe, G. Gopakumar, M. Hada, and M. Kajita
Organizer
The 21st International Conference on Laser Spectroscopy (ICOLS 2013)
Place of Presentation
Claremont Hotel, Berkeley, USA
Year and Date
20130609-20130614
-
[Presentation] Development of the measurement system toward the electron EDM search experiment using the laser cooled Fr atom2013
Author(s)
T. Inoue, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. Kawamura, T. Sato, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida and Y. Sakemi
Organizer
International Nuclear Physics Conference (INPC2013)
Place of Presentation
Palazzo dei Congressi, Florence, Italy
Year and Date
20130602-20130607
-
[Presentation] Search for a permanent EDM using laser cooled radioactive atom2013
Author(s)
H. Kawamura, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, T. Sato, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H.S. Nataraj, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
International Nuclear Physics Conference (INPC2013)
Place of Presentation
Palazzo dei Congressi, Florence, Italy
Year and Date
20130602-20130607
-
[Presentation] Development of francium atomic beam for the search of the electron electric dipole moment2013
Author(s)
T. Sato, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, H. S. Nataraj, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, T. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida, and Y. Sakemi
Organizer
International Nuclear Physics Conference (INPC2013)
Place of Presentation
Palazzo dei Congressi, Florence, Italy
Year and Date
20130602-20130607