| 研究課題/領域番号 |
19K03704
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
東條 賢 中央大学, 理工学部, 教授 (30433709)
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| 研究分担者 |
阿部 真志 中央大学, 理工学部, 助教 (40803292)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 光近接場 / レーザー冷却原子 / 多重極子遷移 / 量子エレクトロニクス / 冷却原子輸送 / 光学禁制遷移 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
操作性の優れた冷却ルビジウム原子を利用し、微小空間の光磁場を磁気双極子遷移によって薄膜状原子波にマッピングする。制御された光磁場分布を用いて遷移レートとの関係を明らかにし、ナノ領域の光磁場測定および応用を確立する。特異な光磁場分布による相互作用制御と、光磁場を用いて増大した磁気双極子遷移を利用し、原子-ガラス間相互作用の観測、光磁場ドレスト状態や、光電場・光磁場・原子の三者間相互作用など、新しい量子状態操作を探索する。
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| 研究成果の概要 |
薄膜状のレーザー冷却原子によって生成する，薄膜状原子波を未知の場を探るプローブとして用いて相互作用を探索した。薄膜状原子波を打ち上げてガラス表面と相互作用させることで，光電磁場を利用したファンデルワールス力によるエネルギーシフトを観測し，理論計算との比較により矛盾ない説明ができることを示した。また光磁場に応答する磁気双極子遷移を用いた励起実験を行い，光磁場を冷却原子集団へ転写できることを確認した。これらにより高感度測定に適した冷却原子を用いた未知の場の探索の有用性を示唆し，光電場に比べて数桁感度の劣る光磁場でも薄膜状原子波への転写が可能であることを示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザー冷却原子を用いた実験は高感度測定が可能であり，近年ナノ空間の微小領域での利用が期待されてきた。一方で，固体表面の作るナノ空間で用いられる固体プローブではそれ自体が場を構成し正確に測ることが困難だった。一方で，冷却原子を用いた実験では希薄であるために場を邪魔しない代わりに，固体の振動や熱の影響を多大に受けて測定の困難さがあった。本研究ではこれらの欠点を克服し利点を組み合わせた薄膜状原子波プローブを用いた表面相互作用の観測に成功した。予想されたファンデルワールス力だけでなく高次の相互作用を示唆する結果を得ており，研究の発展および研究手法や他分野との連携が期待できる成果といえる。
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