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レーザー冷却とその基礎物理への応用

研究課題

研究課題/領域番号 11216203
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

薮崎 努 (藪崎 努)  京都大学, 理学研究科, 教授 (60026127)

研究分担者 高橋 義朗  京都大学, 理学研究科, 助教授 (40226907)
北野 正雄  京都大学, 工学研究科, 教授 (70115830)
森田 紀夫  京都大学, 分子科学研究所, 助教授 (30134654)
熊倉 光孝  京都大学, 理学研究科, 助手 (30324601)
石川 潔  京都大学, 理学研究科, 助手 (00212837)
杉山 和彦  京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10335193)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
133,100千円 (直接経費: 133,100千円)
2002年度: 25,900千円 (直接経費: 25,900千円)
2001年度: 32,200千円 (直接経費: 32,200千円)
2000年度: 36,800千円 (直接経費: 36,800千円)
1999年度: 38,200千円 (直接経費: 38,200千円)
キーワードレーザー冷却 / イッテリビウム / BEC / 量子非破壊 / 液体ヘリウム / 双極子力 / ボソン / フェルミオン / 基礎物理 / 時間反転対称性 / ボース・アインシュタイン凝縮 / スピン量子非破壊測定 / 量子統計性 / スピン精密制御 / ボーズ・アインシュタイン凝縮
研究概要

藪崎らは種々の基礎物理研究を行うことを最終目的として研究を行った。Yb原子に関しては(1)Yb原子の極低温磁気光学トラップ、(2)超高密度光トラップ、(3)ボソン・フェルミオン混合系の協同冷却効果の観測、(4)光トラップ中の高効率蒸発冷却、(5)光結合による超低温Yb分子生成、などに成功した。さらに、ごく最近世界で初めて(6)Yb原子のボーズ凝縮に成功した。ルビジウム原子に関しては、(7)炭酸ガスレーザーの交差型光トラップ中で蒸発冷却を行うことにより数秒という非常に短い蒸発冷却時間でBECを安定に生成することに成功した。また、(8)交差型光トラップ中での原子の散逸の原因を研究した。森田らは、(9)世界に先駆けて準安定ヘリウム-3原子(3He^*)のレーザー冷却・トラップを実現している。このことを利用して(10)極低温準安定ヘリウム気体原子の4He^*-4He^*衝突と3He^*-3He^*衝突における衝突イオン化断面積を精密に測定した。これにより、ヘリウム以外の準安定希ガス原子の場合とは逆に、フェルミ粒子である3He^*原子同士の衝突の場合のイオン化断面積の方がボーズ粒子である4He^*原子同士の衝突の場合の断面積よりも大きくなるというこれまで疑問であった点の理由を明らかにすることが出来た。また、(11)He原子のボーズ凝縮を目指して、新しい冷却装置の開発に取り組んだ。北野らは、(12)反量子ゼノ効果、負群速度媒質中での光の伝搬に関する理論および実験の研究を行った。

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] Y.Takasu, K.Honda, K.Komori, M.Kumakura, Y.Takahashi, T.Yabuzaki: "High density trapping of cold ytterbium atoms by optical dipole force"Phys.Rev.Lett.. 90. 023003-1-023003-4 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Honda, Y.Takasu, T.Kuwamoto, M.Kumakura, Y.Takahashi, T.Yabuzaki: "Optical dipole force trapping of a fermion-boson mixture of ytterbium isotopes"Phys.Rev. A. 66. 021401-1-021401-4 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Enomoto, K.Hirano, M.Kumakura, Y.Takahashi, T.Yabuzaki: "Emission spectra of Cs-He excimers in cold helium gas"Phys.Rev. A. 66. 042505-1-042505-7 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hatakeyama, K.Enomoto, N.Sugimoto, T.Yabuzaki: "Atomic alkali-metal gas cells at liquid-helium temperatures : Loading by light-induced atom desorption"Phys.Rev. A. 65. 022904-1-022904-9 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Iinuma, Y.Takahashi, I.Shake, M.Oda, A.Masaike, T.Yabuzaki, H.M.Shimizu: "High proton polarization by Microwave-Induced Optical Nuclear Polarization at 77K"Phys.Rev.Lett.. 84. 171-174 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hatakeyama, K.Oe, K.Ota, S.Hara, J.Arai, T.Yabuzaki: "Slow spin relaxation of Rb atoms confined in glass cells filled with dense 4He Gas at 1.85K"Phys.Rev.Lett.. 84. 1407-1410 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Takasu, K. Honda, K. Komori, M. Kumakura, Y. Takahaahi, and T.Yabuzaki: "High density trapping of cold ytterbium atoms by optical dipole force"Phys. Rev. Lett.. 90(2). 023003 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Honda, Y. Takasu, T. Kuwamoto, M. Kumakura, Y. Takahasni and T. Yabuzaki: "Optical dipole force trapping of a fermion-boson mixture of ytterbium isotopes"Phys. Rev. A. 66(2). 021401-1-4(R) (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Enomoto, K. Hirano, M. Kumakura, Y. Takahashi, and T. Yabuzaki: "Emission spectra of Cs-He excimers in cold helium gas"Phys. Rev. A.. 66(4). 042505-1-7 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A Hatakeyama, K. Enomoto, N. Sugimoto, and T. Yabuzaki: "Atomic alkali-metal gas cells at liquid-helium temperatures : Loading by light-induced atom desoiption"Phys. Rev. A. 65(2). 022904-1-9 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Iinuma, Y. Takahashi, I. Shake, M. Oda, A. Masaike, T.Yabuzaki, and H.M.Shimizu: "High proton polarization by Microwave-Induced Optical Nuclear Polarization at 77K"Phys. Rev. Lett.. 84(1). 171-174 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A Hatakeyama, K. Oe, K. Ota, S. Hara, J. Arai, and T. Yabuzaki: "Slow spin relaxation of Rb atoms confined in glass cells filled with dense 4He Gas at 1.85K"Phys. Rev. Lett.. 84(7). 1407-1410 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Ishikawa and T. Yabuzaki: "Diffusion coefficient and sublevel coherece of Rb atoms in N2 buffer gas"Phys. Rev. A. 62(6). 065401-1-4 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Nakanishi, K. Sugiyama, and M. Kitano: "Generation of photon pairs using polarization-dependent two-photon absorption"Phys. Rev.A. 65. 013404(4) (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: "High density trapping of cold ytterbium atoms by optical dipole force"Phys.Rev.Lett.. 90・2. 023003-1-023003-4 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Honda: "Optical dipole force trapping of a fermion-boson mixture of ytterbium isotopes"Phys.Rev. A. 66・2. 021401-1-021401-4(R) (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋義朗: "イッテルビウム原子のレーザー冷却とその応用"日本物理学会誌. 57・6. 413-416 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Toyoda: "Magnetic resonance imaging of Bose-Einstein Condensates"Applied Physics B. 74・2. 115-120 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Toyota: "Generation of Bose-Einstein condensates in a well isolated low-pressure vacuum chamber"J.Phys.Soc.Jpn. 71・6. 1445-1449 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Enomoto: "Emission spectra of Cs-He excimers in cold helium gas"Phys.Rev. A. 66・4. 042505-1-042505-7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hatakeyama: "Atomic alkali-metal gas cells at liquid-helium temperatures: Loading by light-induced atom desorption"Phys.Rev. A. 65・2. 022904-1-022904-9 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takahashi: "Photoassociation of laser-cooled ytterbium atoms"Proceedings of XVIII International Conference on Atomic Physics (ICAP2002). (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takasu: "Optical dipole force trapping of atomic Ytterbium"Proceedings of 15th ICOLS (2001,Snowbird). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 北野正雄: "風変わりな光たち"応用物理. 72・7(印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakanishi: "Generation of photon pairs using polarization-dependent two-photon absorption"Physl.Rev. A. 67(In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.KItano: "Negative group delay and superluminal propagation : An electronic circuit approach"IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics. 9. 1117-1121 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakanishi: "Demonstration of negative group delays in a simple electronic circuit"Am.J.Phys.. 70. 1117-1121 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hatakeyama: "Atomic alkali-metal gas cells at liquid helium temperatures: Loading by light-induced atom desorption"Phys. Rev. A. 65・2. 022904・1-022904・9 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Toyoda: "Magnetic resonance imaging of Bose-Einstein condensates"Appl. Phys. B. 74・2. 115-120 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakanishi: "Absorption-free optical control of spin systems"Phys. Rev.. 65. 013141・4-013404・4 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamane: "Quantum Zeno effect in optical fibers"Opt. Comm. 192. 299-307 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishikawa: "Diffusion Coefficient and Sublevel Coherence of Rb Atoms in N_2 Buffer Gas"Phys.Rev.A. 62. 065401-1-4 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Toyoda: "Bose Einstein Condensation in atomic gas"Laser Engineering. 28. 141-146 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A Hatakeyama: "Slow spin relaxation of Rb atoms confined in a glass cell"Phys.Rev.Lett.. 84. 1407-1410 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Moriwaki: "Laser spectroscopic measurements of fine structure changing cross setting of Ca^+ and S^+ ions"J.Phys.B. 33. 5099-5108 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Moriwaki: "Spectroscopic studies on Yb^+ ions in liquid helium"Eur.Phys.J.D. 13. 11-20 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A. Hatakeyama: "Slow Spin Relaxation of Rb Atoms Confined in Glass Cells Filled with Dense 4He Gas at 1.85K"Phys. Rev. Lett.. 84. 1407-1410 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Iinuma: "High proton polarization by microwave-induced optical nuclear polarization at 77K"Pys. Rev. Lett.. 84. 191-194 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Ishikawa: "Visualization of foreign atoms by optical magnetic-resonance imaging of Cs atoms"J. Opt. Soc. Am.. 17. 182-187 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Takahashi: "Quantum Nondemolition Measurement of spin wia paramagnetic Faraday rotation"Phys. Rev.. A60. 4974-4979 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Ishikawa: "Optical magnetic-resonance imaging of laser-polarised Cs atoms"J. Opt. Soc. Am.. 16. 31-37 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Isayama: "Observation of Larmor spin precession of laser-cooled Rb atoms via paramagnetic Faraday rotation"Phys. Rev.. A. 4836-4839 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Kuwamoto: "Magneto-optical trapping of Yb atoms using an intercombination transition"Phys. Rev.. A60. R745-R748 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Honda: "Magnet-optical trapping of Yb atoms and a limit on the branching ratio of the 1P1 state"Phys. Rev.. A. R934-R937 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Takahashi: "Observation of spin echoes of laser-cooled Rb atoms"Phys. Rev.. A59. 3761-3785 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Kitano: "Spin manipulation by absorption-free optical pumping"Phys. Rev.. A59(5). 3710-3713 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Kumakura: "Laser trapping of metastable 3He atoms : Isotopic difference in could Penning collisions"Phys. Rev. Lett.. 82. 2848-2851 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Kumakura: "Magneto-optical trap of metastable helium-3 atoms"Appl. Phys.. B (in press).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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