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冷却気体原子を用いた量子光学(自然発光の抑制、量子ゼノン効果、ボーズ凝縮)

研究課題

研究課題/領域番号 09440150
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理学一般
研究機関東京大学

研究代表者

久我 隆弘  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (60195419)

研究分担者 上妻 幹旺  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (10302837)
平野 琢也  学習院大学, 理学部, 助教授 (00251330)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
1999年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1998年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
1997年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
キーワードレーザー冷却 / ボースアインシュタイン凝縮 / 原子波干渉計 / コヒーレント原子波増幅 / 共振器量子力学 / 真空ラビ分裂 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 量子光学 / 量子ゼノン効果 / 共振器量子電気力学 / 冷却原子 / ボ-ズ凝縮 / 量子セゾン効果
研究概要

本研究における最大の目標であった、ルビジウム気体原子のボースアインシュタイン凝縮(BEC)を1998年末に実現し、コヒーレント物質波の特性解明に関して世界的に見ても大きな貢献をすることができた。特に、原子波のブラッグ反射を利用したマッハツェンダー型の原子波干渉計による高精度干渉実験、さらには原子波のコヒーレント増幅の確認などである。特に後者は今後の物質波光学の進展に大きな礎となった。
また、光と原子の相互作用の基礎として、1原子と1光子の相互作用の様子を実時間で観測した。真空槽内に高Q値微小共振器を設置し、冷却されたルビジウム原子が通過する際の共振器からの透過光強度を測定する。原子は共振器内の1光子と相互作用すると、共鳴周波数がラビ分裂するため、その効果が透過光強度の変化として観測される。今回は数光子と1原子の相互作用の効果が観測された。また、高次の共振モード(TEM01)を用いた1光子による1原子の捕獲法を提案し、予備実験としてTEM01による1原子観測信号を得た。今後は、原子が共振器内に侵入した際に光周波数をシフトさせて1光子による1原子捕獲を実現させる。
最後の量子ゼノン効果のに関しては、人的資源の不足からシミュレーションのみにとどまり、実験的な確認にまで至ることはできなかった。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] T. Kuga 他5名: "Novel optical trap of atoms with a doughnut beam"Phys. Rev. Lett. 78(25). 4713-4716 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Torii 他6名: "Pulsed polarization gradient cooling in an optical dipole trap with a Laguerre-Gaussian laser beam"Eur. Phys. J. D1(3). 239-242 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 久我隆弘: "気体原子のレーザー冷却、捕獲、ボーズ凝縮"光学. 28(11). 596-604 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kozuma 他6名: "Phase-Coherent Amplification of Matter Waves"SCIENCE. 286. 2309-2312 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 久我隆弘: "原子気体のボース・アインシュタイン凝縮-実験の進展-"日本物理学会誌. 55(2). 90-97 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Torii 他6名: "Mach-Zehnder Bragg interferometer for a Bose-Einstein condensate"Phys. Rev. A. 61(4). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahiro Kuga, Yoshio Torii, Noritsugu Shiokawa, Takuya: "Novel optical trap of atoms with a doughnut beam"Phys. Rev. Lett.. 78(25). 4713-4716 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Torii, N. Shiokawa, T. Hirano, T. Kuga, Y. Shimizu, and H. Sasada: "Pulsed polarization gradient cooling in an optical dipole trap with a Laguerre-Gaussian laser beam"Eur. Phys. J. D1. (3). 239-242 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kuga: "Laser Cooling, Trapping, and Bose-Einstein Condensation of Atomic Gases"Kogaku. 28(11). 596-604 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kozuma, Y. Suzuki, Y. Torii, T. Sugiura, T. Kuga, E. W. Hagley, and L. Deng: "Phase-Coherent Amplification of Matter Waves"Science. 286. 2309-2312 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kuga: "Bose-Einstein Condensation of Atomic Gases -Experimental Progress-"Butsuri. 55(2). 90-98 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Torii, Y. Suzuki, M. Kozuma, T. Sugiura, T. Kuga, L. Deng, and E. W. Hagley: "Mach-Zehnder Bragg Interferometer for a Bose- Einstein Condensate"Phys. Rev. A. 61(4). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kozuma 他6名: "Phase-Coherent Amplification of Matter Waves"SCIENCE. 286. 2309-2312 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Torii 他6名: "Mach-Zehnder Bragg interferometer for a Bose-Einstein condensate"Phys. Rev. A. 61(4). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 久我隆弘: "気体原子のレーザー冷却、捕獲、ボーズ凝縮"光学. 28(11). 596-604 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 久我隆弘: "原子気体のボース・アインシュタイン凝縮-実験の進展-"日本物理学会誌. 55(2). 90-97 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Torii 他5名: "Pulsed Polarization Gradient Cooling in an Optical Dipole Trap with Laguerre-Gunssiun Laser Beum" Eur.Phys.J.D1・3. 239-242 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 久我隆弘: "レーザーによる気体原子の冷却" 固体物理. 33・10. 813-822 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsukamoto 他5名: "Synchronizationof alazer system to a modulation signal artificially constructed from its strange atlractor." Phys.Rev.E56. E56(6). 6564-6568 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] G.Shinozaki 他4名: "3dB Wideband squeezing in photon number fluctrations from a light emitting doode." Jpn.J.Appls Phys.36. 6350-6352 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] t.Kuga 他5名: "Novel opeicul trap of atoms with a doughuut beam" Phys.Rev.Lett.78(25). 4713-4716 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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