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光格子中イッテルビウム原子量子気体を用いた量子シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 18043013
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

高橋 義朗  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40226907)

研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2007年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード量子シミュレーション / 光格子 / フェルミ縮退 / 強相関 / イッテルビウム / ハバードモデル / 量子縮退 / ボース凝縮
研究概要

今年度は、まず、174Yb原子BECを1次元光格子に導入し、光格子中にトラップされていた原子に対して瞬間的に光格子を切り、その後一定時間経たのちの原子波の干渉をCCDカメラにより測定し、その画像として、明瞭な干渉パターンを観測することに成功した。これは、超流動状態が実現していることを意味する。さらに、光格子の強度をコントロールすることにより、の超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移を観測することに成功した。さらに、これについてもフェルミ粒子173Yb原子を混合したときの影響を、干渉パターンのVisibilityを測定することにより定量的に調べた。そして、この超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移現象について超狭線幅遷移を利用した高分解能レーザー分光によりプローブすることに成功した。1S0-3P2遷移(507nm)に対しては、特定の磁場と光格子の偏光の方向に対しては、いわゆる、「magic wavelength条件」という基底状態と励起状態のライトシフトが同一となる条件が、532nmの光格子に対しても成立することが分かったので、この条件で、一次元光格子に導入された174Yb原子BECについて、超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移について、高分解能レーザー分光により詳細にスペクトルを測定する実験を行い、原子間相互作用を直接観測することに成功した。それだけでなく、さらに、この遷移の光周波数を光周波数コムを用いて正確に決定することに成功した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (8件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Hyperfine-structure-induced purely long-range molecules2008

    • 著者名/発表者名
      K. Enomoto, M. Kitagawa, S. Tojo, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 100

      ページ: 123001-123001

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-color photoassociation spectroscopy of ytterbiumatoms and the precise determinations of $s$-wave scattering lengths2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kitagawa, K. Enomoto, K. Kasa, Y. Takahashi, R. Ciurylo, P. Naidon, and P. S. Julienne,
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 77

      ページ: 12719-12719

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A diode laser system for spectroscopy of the ultranarrow transition in ytterbium atoms2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, S. Uetake, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B 91

      ページ: 57-57

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the s-Wave Scattering Length and the C6 van der Waals Coefficient of 174Yb via Photoassociation Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      K. Enomoto, M. Kitagawa, K. Kasa, S. Tojo, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 98

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Degenerate Fermi Gases of Ytterbium Atoms2007

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuhara, Y. Takasu, S. Sugawa, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Splitting of a quadruply quantized vortex in the Rb Bose-Einstein condensate2007

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Okano, Hideki Yasuda, Kentaro Kasa, Mitsutaka Kumakura, and Yoshiro Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Noise Measurement with Diamagnetic Atoms2007

    • 著者名/発表者名
      M. Takeuchi, S. Ichihara, T. Takano, M. Kumakura, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 75

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bose-Einstein condensation of an ytterbium isotope2007

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuhara, S. Sugawa, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous splitting of a quadruply charged vortex2007

    • 著者名/発表者名
      T. Isoshima, M. Okano, H. Yasuda, K. Kasa, J. A. Huhtamaki, M. Kumakura, and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 99

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degenerate Fermi Gases of Ytterbium2007

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuhara, Y.Takasu, M.Kumakura, Y.Takahashi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett 98

      ページ: 304012-304012

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] High-resolution photoassociation spectroscopy of ultracold ytterbium atoms by using the intercombination transition2006

    • 著者名/発表者名
      S.Tojo, M, Kitagawa, K.Enomoto, Y.Kato, Y.Takasu, M.Kumakura, Y.Takahashi
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett 96

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Topological Formation of a multiply charged vortex in the Rb Bose-Einstein condensate;Effectiveness of the gravity compensation2006

    • 著者名/発表者名
      M.Kumakura, T.Hirotani, M.Okano, Y.Takahashi, T.Yabuzaki
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 73

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 冷却Yb原子の光格子実験2008

    • 著者名/発表者名
      素川靖司、福原武、杉本昌仁、田家慎太郎、高須洋介、高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学本部東大阪キャンパス
    • 年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 冷却Yb原子の^1S_0-^3P_2遷移を用いた高分解能分光2008

    • 著者名/発表者名
      山口敦史、植竹智、加藤真也、伊東宏之、高須洋介、高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学本部東大阪キャンパス
    • 年月日
      2008-03-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 原子気体のBECと量子縮退状態2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学本部東大阪キャンパス
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 冷却Yb原子1SO -3PO遷移の高分解能分光II2007

    • 著者名/発表者名
      植竹智、山口敦史、加藤真也、福原武、李瑛、細川端彦、高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ybボース・フェルミ混合系における集団振動2007

    • 著者名/発表者名
      福原武、辻本拓也、南川靖司、高須洋介、高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 冷却イッテルビウム原子の異核分子光会合2007

    • 著者名/発表者名
      原秀明、榎本勝成、北川昌明、高須洋介、高橋義明
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] High resolution laser spectroscopy of ultracold Ytterbium Atoms2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      7th CLEO Pacific Rim conference on lasers and electro-optics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2007-08-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] High resolution laser spectroscopy of ultracold Ytterbium2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Laser Spectroscopy (IC0LS2007)
    • 発表場所
      Telluride, CO, USA
    • 年月日
      2007-06-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 月間オブトロニクス2008. 2No314 連載「基礎からの量子光学」第26回冷却原子を用いた量子シミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      オプトロニクス社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 「光と物理学」第2章 レーザー光で創る量子気体2007

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎, 高橋義朗, 田中耕一郎
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      京都大学学術出版会
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 原子スピン集団による量子インターフェース「量子情報通信-基礎から最前線まで-2006

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗, 高野哲至
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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