極低温原子で紐解く階層横断エキゾチック物性現象

• Project Area: Clustering as a window on the hierarchical structure of quantum systems
• Project/Area Number: 18H05405
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 義朗 京都大学, 理学研究科, 教授 (40226907)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 祐介 東京工業大学, 理学院, 准教授 (80704288)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥121,550,000 (Direct Cost: ¥93,500,000、Indirect Cost: ¥28,050,000); Fiscal Year 2022: ¥28,730,000 (Direct Cost: ¥22,100,000、Indirect Cost: ¥6,630,000); Fiscal Year 2021: ¥22,880,000 (Direct Cost: ¥17,600,000、Indirect Cost: ¥5,280,000); Fiscal Year 2020: ¥22,490,000 (Direct Cost: ¥17,300,000、Indirect Cost: ¥5,190,000); Fiscal Year 2019: ¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000); Fiscal Year 2018: ¥22,490,000 (Direct Cost: ¥17,300,000、Indirect Cost: ¥5,190,000)
• Keywords: 冷却原子 / フェッシュバッハ共鳴 / エフィモフ3体 / エルビウム原子 / リチウム原子 / フェッシュバッバ共鳴 / エフィモフ３体 / 量子エレクトロニクス / 量子シミュレーション / 光格子

Outline of Annual Research Achievements

極めて高度なレベルに達している冷却原子系の制御技術のなかでも、特に、原子間の相互作用を磁場により任意かつ精密に実時間制御するフェッシュバッハ共鳴法により、様々な可能性が拓かれつつある。本研究では、冷却原子系として極めて大きな質量比を有するエルビウムとイッテルビウム、およびリチウムの超低温原子混合系を実験的に生成し、その特異な性質を実験的に解明することにより、クラスター階層の物理の理解を深化させることを目標とする。特に、まず、重原子と軽原子間の相互作用を磁場により制御するフェッシュバッハ共鳴法を開発し、次に、「普遍的なクラスター状態」としてのエフィモフ3量体を観測しエネルギー構造の解明を行う。これらにより、階層をつなぐ共通物理現象の理解を深めることに貢献する。
この研究目的に向けて、まず、昨年度までに開発した、重いエルビウム原子と軽いリチウム原子、さらにイッテルビウム原子の超低温混合気体を用いて、リチウムおよびエルビウム原子のフェッシュバッハ共鳴を観測した結果を論文としてまとめた。また、このフェッシュバッハ分子の束縛エネルギーを決定するためのラマン分光システムを開発し、実験を開始した。また、混合気体の超低温化を目指して、1550nmの光トラップ光源を導入し、それを用いた光トラップを行い、期待された原子の長寿命化を確認した。さらに、光格子中の原子の3体力についても、フェッシュバッハ共鳴を有する同位体170Ybを用いた占有数分解超高分解能レーザー分光実験を開始した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的である、階層を横断したエキゾチックな物性現象の解明に向けて、極低温原子集団、特に、巨大な質量比のエルビウムとイッテルビウム、およびリチウムの超低温原子混合系を実験対象として研究を推進した。まず、昨年度までに開発した、重いエルビウム原子と軽いリチウム原子、さらにイッテルビウム原子の超低温混合気体を用いて、リチウムおよびエルビウム原子のフェッシュバッハ共鳴を観測した結果を論文としてまとめた。また、このフェッシュバッハ分子の束縛エネルギーを決定するためのラマン分光システムを開発し、実験を開始した。また、混合気体の超低温化を目指して、1550nmの光トラップ光源を導入し、それを用いた光トラップを行い、期待された原子の長寿命化を確認した。
本研究において研究目的に掲げたテーマは、理論的研究による検討・評価が極めて重要であるため、本新学術領域の東工大の西田氏、東北大の遠藤氏、および領域外の近畿大の段下氏、と密接なる議論を行いながら進めた。原子核で議論されている3体力と同等な力が光格子中の原子に働いている可能性について、領域外の複数の研究者による講演会を定期的に開催し、その理解を深めると同時にフェッシュバッハ共鳴を有する同位体170Ybを用いた占有数分解超高分解能レーザー分光実験を開始した。さらに、共同研究者の西田氏は、同じ電荷を持つ2粒子と反対電荷を持つ1粒子から成る荷電3体系が、離散スケール不変性に従うエフィモフ的な束縛状態を形成することを、ボルン・オッペンハイマー近似を用いて理論的に示した。
このように、大きく研究を前進させる成果を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

最終年度の今年度は、以下について集中的に研究を進める。
本研究の目的である、階層を横断したエキゾチックな物性現象の解明に向けて、極低温原子集団、特に、巨大な質量比のエルビウムとイッテルビウム、およびリチウムの超低温原子混合系を実験対象として引き続き研究を推進する。まず、昨年度までにおいて開発した、重いエルビウム原子と軽いリチウム原子、さらに重いイッテルビウム原子の量子気体3種混合系の生成用のハイブリッド型オーブンを用いて、より低温・高密度の3種類の混合量子気体の生成を目指す。そして、特にエルビウムのフェルミ同位体についてフェッシュバッハ共鳴を観測し、理論研究者と協同でその起源を明らかにする。それを経て、観測されたフェッシュバッハ共鳴のうち、比較的広い共鳴幅を有するものを選択し、原子ロスの振舞いの磁場依存性を精密に測定し、質量比の大きな角運動量を有するエフィモフ3量体の同定につなげる。また、光格子へ混合系を導入することにより、エフィモフ3量体の次元性に対する効果を実験的に明らかにし、理論的予言と比較する。さらに、光格子中の原子の3体力についても、フェッシュバッハ共鳴を有する同位体170Ybを用いた占有数分解超高分解能レーザー分光実験を完遂し、3体力と２体力の関係を量子シミュレーターにより明らかにする。
本研究において研究目的に掲げたテーマは、理論的研究による検討・評価が極めて重要であるため、研究分担者の、理論研究者である東工大西田氏らと密接なる議論を行いながら進める。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Rice University/University of California, Davis(米国)
• [Int'l Joint Research] Aalto University(フィンランド)
• [Int'l Joint Research] PSL Research University(フランス)
• [Int'l Joint Research] Universitat Hamburg(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Rice University/University of California(米国)
• [Int'l Joint Research] National Tsing Hua University(台湾)
• [Int'l Joint Research]
• [Int'l Joint Research] Nicolaus Copernicus University(ポーランド)
• [Int'l Joint Research] Georgia Institute of Technology(米国)
• [Journal Article] Efimovian states of three charged particles (2022)
  • Author(s): Yusuke Nishida
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 105
  • DOI: 10.1103/physreva.105.l010802
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Feshbach resonances of large-mass-imbalance Er-Li mixtures (2022)
  • Author(s): F. Schaefer, N. Mizukami, and Y. Takahashi
  • Journal Title: PHYSICAL REVIEW A Volume: 105 Pages: 012816-012816
  • DOI: 10.1103/physreva.105.012816
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hybrid Quantum System of Fermionic Neutral Atoms in a Tunable Optical Lattice (2022)
  • Author(s): Hideki Ozawa, Shintaro Taie, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Hybrid Quantum Systems Volume: 10 Pages: 219-243
  • DOI: 10.1007/978-981-16-6679-7_10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of spin-space quantum transport induced by an atomic quantum point contact (2021)
  • Author(s): Koki Ono, Toshiya Higomoto, Yugo Saito, Shun Uchino, Yusuke Nishida, and Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 12 Pages: 6724-6724
  • DOI: 10.1038/s41467-021-27011-2
  • NAID: 120007171006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SU(3) truncated Wigner approximation for strongly interacting Bose gases (2021)
  • Author(s): Kazuma Nagao, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi, and Ippei Danshita
  • Journal Title: Physical Review Research Volume: 3
  • DOI: 10.1103/physrevresearch.3.043091
  • NAID: 120007168542
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Universal thermodynamics of an SU(N) Fermi-Hubbard model (2021)
  • Author(s): Eduardo Ibarra-Garcia-Padilla, Sohail Dasgupta, Hao-Tian Wei, Shintaro Taie, Yoshiro Takahashi, Richard T. Scalettar, and Kaden R. A. Hazzard
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 104
  • DOI: 10.1103/physreva.104.043316
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Full counting statistics of Schwinger pair production and annihilation (2021)
  • Author(s): Yusuke Nishida
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 104 Pages: 031902-031902
  • DOI: 10.1103/physrevd.104.l031902
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Free-bound excitation and predissociation of ytterbium dimers near the 1S0-1P1 atomic transition (2021)
  • Author(s): Katsunari Enomoto, Ryota Takabatake, Takehiro Suzuki, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi, and Masaaki Baba
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 104 Pages: 013118-013118
  • DOI: 10.1103/physreva.104.013118
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Microscopic derivation of the Boltzmann equation for transport coefficients of resonating fermions at high temperature (2021)
  • Author(s): Keisuke Fujii and Yusuke Nishida
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 103 Pages: 053320-053320
  • DOI: 10.1103/physreva.103.053320
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Competition and interplay between topology and quasi-periodic disorder in Thouless pumping of ultracold atoms (2021)
  • Author(s): Shuta Nakajima, Nobuyuki Takei, Keita Sakuma, Yoshihito Kuno, Pasquale Marra and Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Nature Physics Volume: 17 Pages: 844-849
  • DOI: 10.1038/s41567-021-01229-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Observation of spin-exchange dynamics between itinerant and localized 171Yb atoms (2021)
  • Author(s): Koki Ono, Yoshiki Amano, Toshiya Higomoto, Yugo Saito, and Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 103
  • DOI: 10.1103/physreva.103.l041303
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Field-theoretical aspects of one-dimensional Bose and Fermi gases with contact interactions (2021)
  • Author(s): Yuta Sekino and Yusuke Nishida
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 103 Pages: 043307-043307
  • DOI: 10.1103/physreva.103.043307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Flat-band-induced non-Fermi-liquid behavior of multicomponent fermions (2021)
  • Author(s): Pramod Kumar, Sebastiano Peotta, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi, and Paivi Torma
  • Journal Title: Phy. Rev. A Volume: 103
  • DOI: 10.1103/physreva.103.l031301
  • NAID: 120007043361
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hall viscosity in the A phase of superfluid 3 He (2021)
  • Author(s): Takuya Furusawa, Keisuke Fujii, and Yusuke Nishida
  • Journal Title: PHYSICAL REVIEW B Volume: 103
  • DOI: 10.1103/physrevb.103.064506
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efimov effect at the Kardar-Parisi-Zhang roughening transition (2021)
  • Author(s): Yu Nakayama and Yusuke Nishida
  • Journal Title: Physical Review E Volume: 103 Pages: 012117-012117
  • DOI: 10.1103/physreve.103.012117
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Energy redistribution and spatiotemporal evolution of correlations after a sudden quench of the Bose-Hubbard mode (2020)
  • Author(s): Yosuke Takasu, Tomoya Yagami, Hiroto Asaka, Yoshiaki Fukushima, Kazuma Nagao, Shimpei Goto, Ippei Danshita and Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Science Advances Volume: 6
  • DOI: 10.1126/sciadv.aba9255
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Simulating quantum transport with ultracold atoms and interaction effects (2020)
  • Author(s): Sho Nakada, Shun Uchino, and Yusuke Nishida
  • Journal Title: Phy. Rev. A Volume: 102
  • DOI: 10.1103/physreva.102.031302
  • NAID: 130008148719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PT-symmetric non-Hermitian quantum many-body system using ultracold atoms in an optical lattice with controlled dissipation (2020)
  • Author(s): Y. Takasu, T. Yagami, Y. Ashida, R. Hamazaki, Y. Kuno and Y. Takahashi
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics 2020 Volume: 2020
  • DOI: 10.1093/ptep/ptaa094
  • NAID: 120006958090
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tools for quantum simulation with ultracold atoms in optical lattices (2020)
  • Author(s): Schaefer Florian, Fukuhara Takeshi, Sugawa Seiji, Takasu Yosuke, Takahashi Yoshiro
  • Journal Title: Nature Reviews Physics Volume: 2 Pages: 411-425
  • DOI: 10.1038/s42254-020-0195-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 冷却原子：量子物理学の新しいプラットフォーム (2020)
  • Author(s): 高橋義朗
  • Journal Title: 数理科学 2020年6月号 特集：冷却原子で探る量子物理の最前線：量子シミュレーションから光格子時計まで Volume: 58 Pages: 5-6
• [Journal Article] Ultracold collisions in the Yb-Li mixture system (2020)
  • Author(s): Florian Schaefer, Hideki Konishi, Adrien Bouscal, Tomoya Yagami, Matthew D Frye, Jeremy M Hutson, Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series(ICPEAC2019) Volume: 1412 Pages: 062005-110
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1412/6/062005
  • NAID: 120006870283
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Suppression and control of prethermalization in multicomponent Fermi gases following a quantum quench (2020)
  • Author(s): Chen-How-Huang, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi, Miguel A. Cazalilla
  • Journal Title: Phys. Rev. A Volume: 101
  • DOI: 10.1103/physreva.101.053620
  • NAID: 120006867166
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Schemes for nondestructive quantum gas microscopy of single atoms in an optical lattice (2020)
  • Author(s): D. Okuno, Y. Amano, K. Enomoto, N. Takei and Y. Takahashi,
  • Journal Title: New Journal of Physics Volume: 22
  • DOI: 10.1088/1367-2630/ab6af9
  • NAID: 120006892042
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Spatial adiabatic passage of massive quantum particles in an optical Lieb lattice (2020)
  • Author(s): S. Taie, T. Ichinose, H. Ozawa and Y. Takahashi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 11
  • DOI: 10.1038/s41467-019-14165-3
  • NAID: 120006779778
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Weakly bound molecules as sensors of new gravitylike forces (2019)
  • Author(s): M. Borkowski, A. A. Buchachenko, R. Ciurylo, P. S. Julienne, H. Yamada, Y. Kikuchi, Y. Takasu and Y. Takahashi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9
  • DOI: 10.1038/s41598-019-51346-y
  • NAID: 120006766116
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Current-feedback-stabilized laser system for quantum simulation experiments using Yb clock transition at 578 nm (2019)
  • Author(s): Y. Takata, S. Nakajima, J. Kobayashi, K. Ono, Y. Amano, and Y. Takahashi
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 90 Pages: 083002-083002
  • DOI: 10.1063/1.5110037
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Antiferromagnetic Interorbital Spin-Exchange Interaction of 171Yb (2019)
  • Author(s): Koki Ono, Jun Kobayashi, Yoshiki Amano, Koji Sato, and Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Phys. Rev. A Volume: 99
  • DOI: 10.1103/physreva.99.032707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dissipative Bose-Hubbard system with intrinsic two-body loss (2019)
  • Author(s): Takafumi Tomita, Shuta Nakajima, Yosuke Takasu and Yoshiro Takahashi
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 99
  • DOI: 10.1103/physreva.99.031601
  • NAID: 120006767895
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Semiclassical quench dynamics of Bose gases in optical lattices (2019)
  • Author(s): Nagao Kazuma、Kunimi Masaya、Takasu Yosuke、Takahashi Yoshiro、Danshita Ippei
  • Journal Title: Phys. Rev. A Volume: 99 Pages: 023622-023622
  • DOI: 10.1103/physreva.99.023622
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Experimental realization of ultracold Yb-7Li mixtures in mixed dimensions (2018)
  • Author(s): F. Schaefer, N. Mizukami, P. Yu, S. Koibuchi, A. Bouscal, and Y. Takahashi,
  • Journal Title: Phys. Rev. A Volume: 98
  • DOI: 10.1103/physreva.98.051602
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] イッテルビウムを用いた一般化King関係式による新粒子探索 (2022)
  • Author(s): 石山泰樹, 安田翔一, 小野滉貴, 高橋義朗, 山本康裕, 田中実
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会（2022年）
• [Presentation] 相対論的多体理論を用いた同位体シフトにおける新物理の探索 (2022)
  • Author(s): 砂賀彩光, 小野滉貴, 田中実, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会（2022年）
• [Presentation] フェルミ海と相互作用する局在スピンの非平衡ダイナミクスの観測 (2022)
  • Author(s): 小野滉貴, 斎藤優冴, 石山泰樹, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会（2022年）
• [Presentation] 人工次元を用いたトポロジカル原子波レーザー (2022)
  • Author(s): 山下和也, 會澤直樹, 西澤晟, 武井宣幸, 高須洋介, 久野義人, 小澤知己, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会（2022年）
• [Presentation] リドベルグ量子計算に向けた単一イッテルビウム原子の内部状態制御 (2022)
  • Author(s): 中村勇真, 奥野大地, 草野透志, 山本晃大, 小西秀樹, 高須洋介, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第77回年次大会（2022年）
• [Presentation] Study of topological phenomena using ultracold atoms in an optical lattice (2022)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Bulk-Edge/Boundary Correspondence 2022 (BE/BC2022) International workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Observation of Feshbach resonances in large mass-imbalance Er-Li mixtures (2021)
  • Author(s): Florian Schaefer
  • Organizer: 第7回クラスター階層領域研究会
• [Presentation] Precise isotope shift measurements and implications for beyond-Standard-Model & Nuclear Physics (2021)
  • Author(s): Taiki Ishiyama
  • Organizer: 第7回クラスター階層領域研究会
• [Presentation] Three body force for atoms in an optical lattice (2021)
  • Author(s): Yuki Haruna
  • Organizer: 第7回クラスター階層領域研究会
• [Presentation] イッテルビウム原子の準安定状態からのリドベルグ共鳴スペクトルの観測 (2021)
  • Author(s): 奥野大地, 中村勇真, 草野透志, 武井宣幸, 高須洋介, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] イッテルビウム原子のリドベルグ状態を用いた量子計算に向けた実験系の構築 (2021)
  • Author(s): 中村勇真, 奥野大地, 草野透志, 武井宣幸, 高須洋介, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] 一般化King plotによる新粒子探索に向けたイッテルビウム原子の1S0-3P0遷移同位体シフト測定 (2021)
  • Author(s): 小野滉貴, 肥後本隼也, 齋藤優冴, 石山泰樹, 高野哲至, 高須洋介, 山本康裕, 田中実, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] 散逸下のフェルミハバードモデルにおけるスピン相関ダイナミクスの測定 (2021)
  • Author(s): 本多寛太郎, 田家慎太郎, 高須洋介, 春名裕貴, 西澤直樹, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] 冷却原子を用いた人工次元量子輸送系の実現 (2021)
  • Author(s): 小野滉貴, 肥後本隼也, 齋藤優冴, 内野瞬, 西田祐介, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] 高温Yb蒸気の光会合による前期解離プロセスの解明 (2021)
  • Author(s): 榎本勝成, 高畠涼汰, 鈴木雄大, 高須洋介, 高橋義朗, 馬場正昭
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] Experimental study of Feshbach resonances in a ErLi large mass-imbalance mixture (2021)
  • Author(s): Florian Schaefer, Naoto Mizukami, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（物性）
• [Presentation] 同位体シフトによる新物理探索における新展開 (2021)
  • Author(s): 田中実, 山本康裕, 小野滉貴, 肥後本隼也, 斎藤優冴, 石山泰樹, 高須洋介, 高野哲至, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2021年秋季大会（素核宇）
• [Presentation] Disorder-induced Thouless pumping of ultracold atoms in an optical lattice (2021)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: International Conference on Quantum Computing 2021
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Disorder-induced Thouless pumping of ultracold atoms in an optical lattice (2021)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Workshop on Quantum Information Science with Cold Atoms
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Atomic Quantum Simulator of Condensed Matter (2021)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: KAIST Colloquim
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Study of topological phenomena using trapped cold atoms (2021)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 「トポロジカル相におけるバルク・エッジ対応の物理とその普遍性：固体物理を越えて分野横断へ」科研費基盤研究S (17H06138) Extended 8-th Informal Meeting
• [Presentation] Quantum Magnetism of Cold-Atom SU(N) Fermi-Hubbard Model (2021)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: quantum science seminar #41: quantum gases
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 冷却原子と原子核・クォーク物理の接点：普遍性と類似性 (2021)
  • Author(s): 西田祐介
  • Organizer: 新学術領域研究「量子クラスターで読み解く物質の階層構造」スクール
• [Presentation] Dissipative quantum many-body system using ultracold atoms in an optical lattice with controlled one-body and two-body loss (2021)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: APS March Meeting 2021
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 量子縮退原子団を用いた遠隔量子シミュレーション実験 (2021)
  • Author(s): 高須洋介, 本多寛太郎, 春名裕貴, 田家慎太郎, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会（2021年）
• [Presentation] 冷却原子を用いた量子スピン輸送の研究 (2021)
  • Author(s): 髙橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会（2021年）
  • Invited
• [Presentation] 光格子中のSU(N)フェルミ気体におけるスピン相関測定と温度評価 (2021)
  • Author(s): 田家慎太郎, Eduardo Ibarra-Garcia-Padilla, 西澤直樹, 高須洋介, 久野義人, Hao-Tian Wei, Richard T. Scalettar, Kaden R. A. Hazzard, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会（2021年）
• [Presentation] Developing a Programmable Quantum System Using Two-Electron Rydberg Atoms (2021)
  • Author(s): D. Okuno, Y. Nakamura, T. Kusano, T. Takei, and Y. Takahashi
  • Organizer: International Symposium on Creation of Advanced Photonic and Electronic Devices 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Site-resolved imaging of Yb atoms in an optical lattice and toward observation of SU(N) magnetism (2021)
  • Author(s): Y. Takata, N. Kitamura, A. Senoo, and Y. Takahashi
  • Organizer: International Symposium on Creation of Advanced Photonic and Electronic Devices 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Experimental realization of large mass imbalanced ultracold atomic mixtures with tunable interactions (2021)
  • Author(s): N. Mizukami, F. Schaefer, and Y. Takahashi
  • Organizer: International Symposium on Creation of Advanced Photonic and Electronic Devices 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Developing an optical tweezer array and Rydberg excitation laser for a programmable quantum many-body system (2021)
  • Author(s): Y. Nakamura, D. Okuno, T. Kusano, N. Takei, and Y. Takahashi
  • Organizer: International Symposium on Creation of Advanced Photonic and Electronic Devices 2021
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 光格子中の超低温原子：量子シミュレーションとその基礎 (2021)
  • Author(s): 髙橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会北陸支部特別講演会
  • Invited
• [Presentation] 量子縮退原子団を用いた遠隔量子シミュレーション実験の現状と課題 (2020)
  • Author(s): 高須洋介
  • Organizer: 新学術領域「クラスター階層」第二回検出器ワークショップ
• [Presentation] 中性原子の光トラップアレーとリドベルグ状態励起 (2020)
  • Author(s): 中村勇真
  • Organizer: 新学術領域「クラスター階層」第二回検出器ワークショップ
• [Presentation] Study of topological phenomena using cold atoms (2020)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 「トポロジカル相におけるバルク・エッジ対応の物理とその普遍性：固体物理を越えて分野横断へ」科研費基盤研究S (17H06138) 7-th Informal Meeting
• [Presentation] 光格子中の冷却原子系における乱れ誘起サウレスポンプの観測 (2020)
  • Author(s): 中島秀太,武井宣幸,佐久間啓太,久野義人,Pasquale Marra,高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 局在不純物が誘起する量子スピン輸送の観測 (2020)
  • Author(s): 小野滉貴,肥後本隼也,齋藤優冴,高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 非相対論的な系における共形対称性と体積粘性 (2020)
  • Author(s): 西田 祐介
  • Organizer: 第７回物質階層を横断する会～ハドロン・原子核・原子・分子合同ミーティング
• [Presentation] Quantum magnetism and transport studied by ultracold two-electron fermions in an optical lattice (2020)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Rice University AMO Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum magnetism of SU(6) fermions in an optical lattice (2020)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 51st Annual Meeting of the APS Division of Atomic, Molecular and Optical Physics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Conformality, bulk viscosity, and contact correlation (2020)
  • Author(s): 西田 祐介
  • Organizer: 第４回クラスター階層領域研究会
• [Presentation] Ultracold atom study of exotic phenomenabridging different hierarchies (2020)
  • Author(s): 高橋 義朗
  • Organizer: 第４回クラスター階層領域研究会
• [Presentation] 乱れにより誘起されるサウレス量子ポンプ (2020)
  • Author(s): 中島 秀太, 武井 宣幸, 佐久間 啓太, 久野 義人, 高橋 義朗
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会(2020)
• [Presentation] 散逸フェルミハバードモデルにおける負温度量子磁性の実現 (2020)
  • Author(s): 高須 洋介, 西澤 直樹, 田家 慎太郎, 久野 義人, 高橋 義朗
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会(2020)
• [Presentation] プラケット型光格子におけるSU(4)一重項の実現 (2020)
  • Author(s): 西澤 直樹, 田家 慎太郎, 高須 洋介, 久野 義人, 高橋 義朗
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会(2020)
• [Presentation] 巨大質量比の量子気体混合系で探る普遍的現象 (2020)
  • Author(s): 高橋 義朗
  • Organizer: 日本物理学会第75回年次大会(2020)
  • Invited
• [Presentation] Experiments with large mass-imbalance ultracold atom mixtures (2020)
  • Author(s): F. Schaefer, N. Mizukami, P. Yu, S. Koibuchi, A. Bouscal, and Y. Takahashi
  • Organizer: International symposium on Clustering as a Window on the Hierarchical Structure of Quantum Systems
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum Simulator of SU(N) Fermi-Hubbard Model (2019)
  • Author(s): S. Taie, N. Nishizawa, Y. Takasu, Y. Takahashi
  • Organizer: EU-USA-Japan International Symposium on Quantum Technology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantum simulation with orbital degrees of freedom in a state-dependent optical lattice (2019)
  • Author(s): K. Ono, T. Higomoto, and Y. Takahashi
  • Organizer: EU-USA-Japan International Symposium on Quantum Technology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Trapping of Erbium atoms for quantum degenerate Erbium-Lithium mixture experiments (2019)
  • Author(s): N. Mizukami, F. Schaefer, and Y. Takahashi
  • Organizer: The 4th Kyoto- Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of disorder and interaction on topological Thouless pumping of ultracold fermions (2019)
  • Author(s): N. Takei, S. Nakajima, K. Sakuma, Y. Kuno, and Y. Takahashi
  • Organizer: The 4th Kyoto- Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantum simulation using itenerant 1S0 atoms and localized 3P0 atoms in a state -dependent optical lattice (2019)
  • Author(s): Koki Ono
  • Organizer: The 4th Kyoto- Beijing-Tokyo Workshop on Ultracold Atomic Gases
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum Magnetism of SU(N) Fermi Hubbard Model (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum Simulation with Two-electron Atoms in an Optical Lattice (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Japan-Netherlands Quantum Conference
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 巨大質量比を有するエルビウム－リチウム原子混合量子縮退気体の生成に向けて (2019)
  • Author(s): 水上尚人, Florian Schaefer, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 光格子中の冷却原子に対する量子計量テンソルの測定 (2019)
  • Author(s): 佐久間啓太, 武井宣幸, 高須洋介, 久野義人, 小澤知己, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] SU(N)量子気体顕微鏡の開発 (2019)
  • Author(s): 高田佳弘, 山下和也, 奥野大地, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] 光格子中における遍歴1S0原子・局在3P0原子間スピン交換ダイナミクスの観測 (2019)
  • Author(s): 小野 滉貴, 天野 良樹, 肥後本 隼也, 後藤 慎平, 段下 一平, 高橋 義朗
  • Organizer: 日本物理学会2019年秋季大会
• [Presentation] SU(N) Quantum Magnetism with Two-electron Atoms in an Optical Lattice (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Bose-Einstein Condensation 2019 Frontiers in Quantum Gases
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Ultracold elastic and inelastic collision: probing and controlling of two-body and many-body physics (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: International Conference on Photonic, Electronic, and Atomic Collisions
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Developing an experimental apparatus for cold Ytterbium Rydberg atoms (2019)
  • Author(s): Noriyuki Takei, Daichi Okuno, and Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Cold ATom Molecule Interactions
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 7Li-Yb mixture in mixed dimensions (2019)
  • Author(s): F. Schaefer, N. Mizukami, S. Koibuchi, P. Yu, A. Bouscal, and Y. Takahashi
  • Organizer: Workshop on Quantum Mixtures and celebration of the 70th anniversary of Sandro Stringari
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Effects of disorder and interaction on topological Thouless pumping of ultracold fermions (2019)
  • Author(s): N. Takei, S. Nakajima, K. Sakuma, Y. Kuno, and Y. Takahashi
  • Organizer: New Trends in Topological Insulators 2019 and Variety and universality of bulk-edge correspondence 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Novel Phenomena of ultracold two-electron atoms in an opticallattice (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Emergent Phenomena in Ultracold Atoms:Merging Topology, Interaction and Dynamics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Ultracold atom study of exotic phenomena bridging different hierarchies (2019)
  • Author(s): 高橋 義朗
  • Organizer: 第二回クラスター階層領域研究会
• [Presentation] Quantum Simulation with Ultracold Atoms in an Optical lattice (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Centre for Quantum Technologies, COLLOQUIUM2019
  • Invited
• [Presentation] Quantum Simulation with Ultracold Atoms in an Optical lattice (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: IAS Workshop on Quantum Simulation of Novel Phenomena with Ultracold Atoms
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Ultracold Quantum Gas - Testing Fundamental Physics and Quantum Simulation (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: inauguration symposium of our Center for Time, Constants and Fundamental Symmetries
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Yb原子1S0-3P0遷移分光のための干渉フィルタを用いた外部共振器型半導体レーザーの開発と評価 (2019)
  • Author(s): 高田佳弘, 中島秀太, 小林淳, 小野滉貴, 天野良樹, 山下和也, 富田隆文, 奥野大地, 肥後本隼也, 中村智裕, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] SU(3)-discrete truncated-Wigner近似の開発と冷却原子系への応用 (2019)
  • Author(s): 長尾一馬, 高須洋介, 高橋義朗, 段下一平
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] 光超格子中におけるSU(N)冷却フェルミ気体の多体スピン相関 (2019)
  • Author(s): 西澤直樹, 田家慎太郎, 八神智哉, 佐久間啓太, 武井宣幸, 高須洋介, 久野義人, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] 一般シンポジウム講演「冷却原子を用いた非エルミート量子多体系の実験的研究」 (2019)
  • Author(s): 高須 洋介
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] 散逸下の光格子中強相関多体系の研究 (2019)
  • Author(s): 八神智哉, 高須洋介, 久野義人, 富田隆文, 田家慎太郎, 西沢直樹, 佐久間啓太, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] 真空スクイーズド状態を用いた光格子中単一原子の非破壊測定の提案 (2019)
  • Author(s): 奥野大地, 天野良樹, 武井宣幸, 山下和也, 髙田佳弘, 富田隆文, 榎本勝成, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] Quantum simulation using two-electron atoms in an optical lattice (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: The seminar of The Institute of Physics, Academia Sinica
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Study of SU(N) Quantum Magnetism explored by Ytterbium Optical Lattice Quantum Simulator (2019)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 68th CEMS Colloquium
  • Invited
• [Presentation] Quantum simulation using two-electron atoms in an optical lattice (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 685. WE-Heraeus-Seminar on 'Research Frontiers in Ultracold QuantumGases
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 冷却原子量子シミュレーション/Cold atom quantum simulation (2018)
  • Author(s): 高橋 義朗/代理 高須 洋介
  • Organizer: ImPACT山本プログラム 量子情報技術ワークショップ（第五回全体会議）
• [Presentation] 光格子中Yb原子の高分解能観測系の構築/Construction of high resolution imaging system of ytterbium atoms in an optical lattice (2018)
  • Author(s): 奥野 大地, 山下 和也、髙田 佳弘、富田 隆文、武井 宣幸、高橋 義朗
  • Organizer: ImPACT山本プログラム 量子情報技術ワークショップ（第五回全体会議）
• [Presentation] 二軌道系による近藤効果の量子シミュレーションに向けて/Towards quantum simulation of the Kondo effect with two-orbital system (2018)
  • Author(s): 天野 良樹, 小野 滉貴, 小林 淳, 尾田 直人, Florian Sch?fer, 高橋 義朗
  • Organizer: ImPACT山本プログラム 量子情報技術ワークショップ（第五回全体会議）
• [Presentation] Towards measurement of quantum metric tensor for ultracold atoms in an optical lattice (2018)
  • Author(s): Keita Sakuma, Noriyuki Takei, Yoshihito Kuno, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi
  • Organizer: International workshop "Variety and universality of bulk-edge correspondence in topological phases: From solid state physics to transdisciplinary concepts" [BEC2018X]
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Topological physics explored by ultracold atoms in an optical lattice (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: International workshop "Variety and universality of bulk-edge correspondence in topological phases:From solid state physics to transdisciplinary concepts"[BEC2018X]
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 冷却原子の高度制御に基づく革新的光格子量子シミュレーター開発 (2018)
  • Author(s): 高橋 義朗
  • Organizer: CREST「量子状態の高度な制御に基づく革新的量子技術基盤の創出」第3回公開シンポジウム
• [Presentation] 極低温原子で紐解く階層横断エキゾチック物性現象 (2018)
  • Author(s): 高橋 義朗
  • Organizer: 新学術領域「量子クラスターで読み解く物質の階層構造」キックオフシンポジウム
• [Presentation] Quantum magnetism of ytterbium Fermi gases in an optical lattice (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: The ITAMP workshop "Quantum Phases of Fermions in Optical Lattices: The Low-Temperature Frontier"
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum magnetism of ultracold ytterbium Fermi gases in an optical lattice (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 7th International Workshop on Ultra-cold Group II Atoms
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Development of SU(N) Antiferromagnetic Correlations in Optical Lattices (2018)
  • Author(s): Shintaro Taie, Hideki Ozawa, Naoki Nishizawa, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi
  • Organizer: US-Japan QELS-13( the 13th Japan-US Joint Seminar on Quantum Electronics and Laser Spectroscopy)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantum simulation using ultracold ytterbium in an optical lattice (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: US-Japan QELS-13( the 13th Japan-US Joint Seminar on Quantum Electronics and Laser Spectroscopy)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] (C) Colloquium Topic: Quantum simulation of many-body systems using ultracold ytterbium atoms: from thermal equilibrium state to non-equilibrium dynamics (2018)
  • Author(s): Yousuke Takasu
  • Organizer: Okinawa School in Physics 2018: Coherent Quantum Dynamics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cold Atom Quantum Simulator (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会 領域横断（理事会）60 years of Physical Review Letters（Condensed Matter）American Physical Society
  • Invited
• [Presentation] イッテルビウム原子の2軌道間スピン交換相互作用の測定 (2018)
  • Author(s): 小野滉貴, 小林淳, 天野良樹, 佐藤浩司, 尾田直人, 高橋義朗
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] 2次元光超格子中においてSU(N)スピン系が示す短距離量子磁性 (2018)
  • Author(s): 西澤 直樹，田家 慎太郎，八神 智哉，佐久間 啓太，高須 洋介，久野 義人，高橋 義朗
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] 強相関ボース気体における空間相関の伝搬に対するSU(3)Truncated-Wigner近似 (2018)
  • Author(s): 長尾一馬, 高須洋介, 高橋義朗, 段下一平
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] ボース・ハバード系における量子相転移をまたぐ急峻なクエンチ後の空間相関の準古典的伝搬 (2018)
  • Author(s): 長尾一馬, 國見昌哉, 高須洋介, 高橋義朗, 段下一平
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Presentation] Advanced quantum simulator with novel spin and orbital degrees of freedom (2018)
  • Author(s): Yoshiro Takahashi
  • Organizer: Japan-EU Joint Workshop on Advanced Quantum Technology for Future Innovation
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Quantum Simulation with Ytterbium Fermi Gases (2018)
  • Author(s): Y. Takahashi, Y. Takasu, S. Taie, H. Ozawa, K. Ono, Y. Amano, K. Sato, and J.Kobayashi
  • Organizer: The 26th International Conference on Atomic Physics(ICAP2018)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Dissipative Bose-Hubbard system with metastable 3P2 state of ytterbium atoms (2018)
  • Author(s): Takafumi Tomita, Shuta Nakajima, Yosuke Takasu, Yoshiro Takahashi
  • Organizer: The 26th International Conference on Atomic Physics(ICAP2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Measurement of interorbital spin-exchange interaction of ytterbium atoms (2018)
  • Author(s): Koki Ono, Jun Kobayashi, Yoshiki Amano, Koji Sato, Naoto Oda and Yoshiro Takahashi
  • Organizer: The 26th International Conference on Atomic Physics(ICAP2018)
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 量子光学研究室HP
  • URL: http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] JPS Hot Topics
  • URL: https://jpsht.jps.jp/article/1.046.html
• [Remarks] Thoulessポンプにおける乱れの効果を検証 －トポロジカル量子現象と乱れの競合と協奏－
  • URL: https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-04-30-1
• [Remarks] 冷却原子の量子状態を制御し新たな「流れ」を実現 －「原子回路」で電子の流れをシミュレーションする－
  • URL: https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-11-22-0
• [Remarks] APS Editors' Suggestion
  • URL: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.104.043316
• [Remarks] 京都大学大学院理学研究科量子光学研究室HP
  • URL: http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] 非局所相関の伝搬の観測とエネルギー保存則の検証に成功 （京都大学HP）
  • URL: https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2020-10-09-0
• [Remarks] 高橋義朗教授の紫綬褒章受章が決定（京都大学大学院理学研究科HP）
  • URL: http://www.sci.kyoto-u.ac.jp/ja/news/detail_1748.html
• [Remarks] 京都大学大学院理学研究科量子光学研究室
  • URL: http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] 量子力学的な粒子の空間断熱移送に成功 －空間を飛び越える粒子－
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/200117_1.html
• [Remarks] 京都大学理学研究科量子光学研究室
  • URL: http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] PRA誌論文：Editors' Suggestion, Rapid Communication
  • URL: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.98.051602
• [Remarks] Physical Review A誌論文：Rapid Communication
  • URL: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.99.031601