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3次元光格子によるp波分子の生成効率の向上

研究課題

研究課題/領域番号 17K18752
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 物性物理およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

向山 敬  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70376490)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード極低温原子気体 / レーザー冷却 / 超流動 / 原子衝突 / 量子縮退 / 光格子 / フェッシュバッハ共鳴 / p波相互作用 / 量子気体 / 極低温分子
研究成果の概要

本研究では極低温フェルミ原子気体系においてp波超流動の実現を妨げている最も大きな要因であるp波フェッシュバッハ近傍での原子ロスについての定量的な評価を系統的に行った。様々なp波相互作用強度の領域において,3次元系と2次元系において詳細に調べ,ロスを説明する理論的表現についても考察を行った。それにより最もp波超流動の実現可能性が高いと期待される原子間相互作用最大の極限の領域での原子ロスの詳細な理解が得られた。今後原子ロスに打ち勝ってp波超流動を実現しようという本研究においては重要なステップであると言える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

冷却原子系でp波超流動が実現できれば,原子間相互作用がBCS領域からBEC領域まで自在に変化させることができ,p波超流動の未踏のパラメータ領域の物性が開拓できる可能性がある。しかしフェッシュバッハ共鳴を用いて原子のp波弾性衝突を増強させると,同時に非弾性衝突による原子ロスのレートも増大してしまい,その実現は未だなされていない。本研究ではこれまであまり詳細に議論されていないp波衝突による非弾性衝突特性を3次元系から低次元系に至るまで系統的に理解することで, p波フェルミ原子対をより高い位相空間密度で生成し超流動を実現するための手法を開発することを目的としている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Unitarity-limited behavior of three-body collisions in a p-wave interacting Fermi gas2018

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Waseem, Jun Yoshida, Taketo Saito, and Takashi Mukaiyama
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreva.98.020702

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling Law for Three-body Collisions in Identical Fermions with p-wave Interactions2018

    • 著者名/発表者名
      J. Yoshida, T. Saito, M. Waseem, K. Hattori, and T. Mukaiyama
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 13 ページ: 133401-133401

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.133401

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] wo-body relaxation in a Fermi gas at a p-wave Feshbach resonance2017

    • 著者名/発表者名
      M. Waseem, T. Saito, J. Yoshida, and T. Mukaiyama
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 96 号: 6 ページ: 062704-062704

    • DOI

      10.1103/physreva.96.062704

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Collisional properties of ultracold ions with neutral atoms2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mukaiyama
    • 学会等名
      Workshop on Charge Impurities in Cold Atomic and Molecular Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collisional properties of Fermi gases with p-wave interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mukaiyama
    • 学会等名
      13th Japan-US Joint Seminar on Quantum Electronics and Laser Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collisional properties of ions with light-mass neutral atoms2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mukaiyama
    • 学会等名
      The fifth European onference on trapped ions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザー冷却原子・イオン混合系で探究する極低温物理2018

    • 著者名/発表者名
      向山敬
    • 学会等名
      独創的研究課題「物質階層の原理を探求する統合的実験研究」研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー冷却原子・イオン混合系で探究する極低温原子イオン衝突過程2018

    • 著者名/発表者名
      向山敬
    • 学会等名
      分野横断ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Collisional properties between ultracold atoms and ions2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mukaiyama
    • 学会等名
      Symposium on small and medium sized cold atom systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Collisional properties of ultracold ions with neutral atoms2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mukaiyama
    • 学会等名
      International conference on photonic, electronic and atomic collisions
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Li原子冷却用DPSSレーザーの開発および評価2017

    • 著者名/発表者名
      大平龍太郎, 豊田健二, 田中歌子, 向山敬
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Three-body loss in a strongly attractive p-wave Fermi gas of 6Li atoms in three and two dimension2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Waseem, Jun Yoshida, Rintaro Tanaka, Keita Hattori, Taketo Saito, and Takashi Mukaiyama,
    • 学会等名
      Conference on Many- Body-Localization: Advances in the Theory and Experimental Progress,
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-body relaxation of Fermions near a p-wave Feshbach resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Waseem, Taketo Saito, Jun Yoshida, and Takashi Mukaiyama
    • 学会等名
      Fall meeting of Japan Physical Society (JPS)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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