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Search for EDM in ultracold molecule using laser photoassociation

Research Project

Project/Area Number 20H01929
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

青木 貴稔  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30328562)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梶田 雅稔  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所, 嘱託 (50359030)
阿部 穣里  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (60534485)
酒見 泰寛  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90251602)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Keywords実験核物理 / 量子エレクトロニクス / 原子・分子物理
Outline of Research at the Start

レーザー冷却技術と分子を用いて電子の電気双極子能率(EDM)を測定するため、
本研究では、レーザー光を用いた光会合技術により、冷却分子を生成することを目的とする。
第2の目的として、生成された冷却分子の分子分光を行い、分子構造を解明する。これは、電子EDM探索に役立つ。

Outline of Annual Research Achievements

光会合実験に向けて、今年度は、(1)461 nm光源の改良、(2)光会合用689 nm光源の開発とオフセットロックを行った。
(1)461 nm光源は、PPLNで生成した461 nm光を、LDによるインジェクションロックで増幅し、40~50 mWの出力が得られた。この光源を用いて、Sr原子のMOT実験を行った。
(2)光会合用689 nm光源を干渉フィルター型ECDLで作製し、ULE共振器で線幅を狭窄化した別のECDL光源とオフセットロックをすることで、ビート周波数の線幅を200 Hz以下へ狭窄化することができた。また、ECDLのマウントの材質は、スーパーインバーを用いることで、従来のアルミ製のECDLに比べ、周波数ドリフトを約1/9に抑制できた。以上の結果を学会発表した。
また、国際共同研究として、インドのB. K. Sahoo氏、フランスのA. Kastberg氏と、原子を用いた基礎物理や光格子実験などについて議論し、論文発表した。
分担者の阿部氏は、近年注目を浴びている多原子分子における電子EDMの測定感度を検討するために、HgOH分子等に対する電子EDMの有効電場について理論計算を行い、学術誌に発表した。また核のEDMについて、従来の電子状態項の表現が不十分であることを指摘し、よりよい近似式の提案を学会発表で行った。分担者の梶田氏は、希ガスと水素を結合させた分子イオンの回転遷移によるテラヘルツ領域の周波数標準、振動遷移による光・赤外領域の周波数標準に関して理論的検討を行い、論文発表した。その一方で、窒素分子イオンの核スピン選別法を検討した。分担者の酒見氏は、EDM測定手法、およびパリティの破れについて議論を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

光会合用光源を作製できた。

Strategy for Future Research Activity

461 nm用のインジェクションロック用LDを、さらにハイパワーのものへと交換し、パワーアップを試みる。
増大した原子の信号を用いて、689 nm MOTなどを観測し、光会合実験を試みる。

Report

(1 results)
  • 2020 Annual Research Report

Research Products

(17 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Physical Research Laboratory(インド)

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  • [Int'l Joint Research] University C^ote d'Azur(フランス)

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  • [Journal Article] Study of HgOH to Assess Its Suitability for Electron Electric Dipole Moment Searches2021

    • Author(s)
      Mitra Ramanuj、Prasannaa V. Srinivasa、Sahoo Bijaya K.、Hutzler Nicholas R.、Abe Minori、Das Bhanu Pratap
    • Journal Title

      Atoms

      Volume: 9 Pages: 7-7

    • DOI

      10.3390/atoms9010007

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis of an Optical Lattice Methodology for Detection of Atomic Parity Nonconservation2020

    • Author(s)
      Kastberg Anders、Sahoo Bijaya Kumar、Aoki Takatoshi、Sakemi Yasuhiro、Das Bhanu Pratap
    • Journal Title

      Symmetry

      Volume: 12 Pages: 974-974

    • DOI

      10.3390/sym12060974

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Attainable accuracies of QH+ rotational transition frequencies (Q: 40Ca, 24Mg, 202Hg)2020

    • Author(s)
      M. Kajita, R. Bala, and M. Abe
    • Journal Title

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      Volume: 53 Pages: 085401-085401

    • DOI

      10.1088/1361-6455/ab7425

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Accurate determination of the enhancement factor X for the nuclear Schiff moment in 205TlF molecule based on the four-component relativistic coupled-cluster theory2020

    • Author(s)
      Abe Minori、Tsutsui Takashi、Ekman J?rgen、Hada Masahiko、Das Bhanu
    • Journal Title

      Molecular Physics

      Volume: 118

    • DOI

      10.1080/00268976.2020.1767814

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Significance of Non-Linear Terms in the Relativistic Coupled-Cluster Theory in the Determination of Molecular Properties2020

    • Author(s)
      Prasannaa V. Srinivasa、Sahoo Bijaya K.、Abe Minori、Das Bhanu P.
    • Journal Title

      Symmetry

      Volume: 12 Pages: 811-811

    • DOI

      10.3390/sym12050811

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Prospect for Vibrational Transition Frequency Measurement of Rare-gas Hydride Ions2020

    • Author(s)
      Kajita Masatoshi、Kimura Naoki
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn.

      Volume: 89 Issue: 11 Pages: 114301-114301

    • DOI

      10.7566/jpsj.89.114301

    • NAID

      210000158560

    • ISSN
      0031-9015, 1347-4073
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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prospects in rare-gas hydride ions for terahertz frequency standards2020

    • Author(s)
      Kajita Masatoshi、Kimura Naoki
    • Journal Title

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      Volume: 53 Pages: 135401-135401

    • DOI

      10.1088/1361-6455/ab894b

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      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of ultracold francium atomic sources towards the permanent EDM search2021

    • Author(s)
      T. Hayamizu, H. Haba, K. Nakamura, T. Aoki, H. Nagahama, K. Tanaka, N. Ozawa, M. Ohtsuka, and Y. Sakemi
    • Organizer
      Yamada Conference LXXII: The 8th Asia-Pacific Conference on Few-Body Problems in Physics (APFB2020)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconsideration of the electronic term of the Schiff moment in closed-shell molecules2021

    • Author(s)
      Minori Abe
    • Organizer
      Yamada Conference LXXII: The 8th Asia-Pacific Conference on Few-Body Problems in Physics (APFB2020)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 狭線幅光会合を用いた極低温Sr2分子生成のための高安定な光源開発2021

    • Author(s)
      君塚大樹, 池田英彦, 岡本直大, 鳥井寿夫, 酒見泰寛, 青木貴稔
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 電場の量子センシングに向けたSrリドベルグ原子の分光2021

    • Author(s)
      池田英彦, 佐藤拓海, 鳥井寿夫, 早水友洋, 長濱弘季, 酒見泰寛, 青木貴稔
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] フランシウム原子の電気双極子能率探索のための表面電離イオン源の開発2021

    • Author(s)
      小澤直也, 長濱弘季, 早水友洋, 中村圭佑, 佐藤幹, 永瀬慎太郎, 小高康照, 鎌倉恵太, 田中香津生, 大塚未来, 青木貴稔, 市川雄一, 高峰愛子, 羽場宏光, 上野秀樹, 酒見泰寛
    • Organizer
      日本物理学会 第76回年次大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Light shift induced by atomic parity nonconservation using ultracold Fr and Cs: nuclear anapole moment and new physics beyond the standard model2020

    • Author(s)
      Takatoshi Aoki
    • Organizer
      Fundamental Sciences and Quantum Technologies using Atomic Systems (FSQT2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Diatomic molecular electronic wavefunction inside a nucleus for measurement of nuclear Schiff moment2020

    • Author(s)
      Minori Abe
    • Organizer
      Fundamental Sciences and Quantum Technologies using Atomic Systems (FSQT2020)
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      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Cold Atoms and Molecules2020

    • Author(s)
      Masatoshi Kajita
    • Total Pages
      146
    • Publisher
      Institute Of Physics Science
    • ISBN
      9780750334136
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-04-19  

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