研究課題/領域番号 |
20K14482
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研究種目 |
若手研究
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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研究機関 | 東京大学 |
研究代表者 |
中村 圭佑 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (00795982)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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キーワード | 光格子 / 光ファイバ増幅器 / 原子干渉計 / 周波数安定化 / レーザー冷却 / 磁気光学トラップ / デコヒーレンス / 量子重力 / 精密分光 |
研究開始時の研究の概要 |
一般相対性理論と量子力学を統一的に説明できる、いわゆる量子重力理論を確立しようとする試みは、現代物理学におけて最大の挑戦の一つである。幾つかの理論候補が提案されているが、実験的な検証ができずにいる。近年、原子干渉計のデコヒーレンスを用いて量子重力を探索する方法が提案された。本研究では、原子干渉計におけるデコヒーレンス時間の質量依存性を検証することで量子重力理論の実験的検証に挑む。
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研究実績の概要 |
本研究では、安定同位体であるルビジウム87とルビジウム85を同時にレーザー冷却・光格子トラップし、同じ環境下で原子干渉計を構成し、デコヒーレンス時間の質量依存性を精密検証することで量子重力理論の実験的検証に挑む。研究期間内に、①冷却光源・光学系と周波数安定化機構、②磁気光学トラップ(MOT)用の真空チェンバー及び観測系、③光格子用光源・光学系、④ラムゼー測定用マイクロ波源(あるいは2光子誘導ラマン光源)及びタイミング系・観測系の各種開発・評価、⑤デコヒーレンス時間の測定及び質量依存性の検証、の手順で研究を進める。2020年度は①と②を取り組み、冷却光源を整備するとともに、ルビジウム87及びルビジウム85のそれぞれのMOTに成功した。2021年度は、③と④に取り組み、自作用イッテルビウム添加ファイバ増幅器の部品選定・調達、および、短期安定度10^-11@10秒以上の基準信号源の選定を行った。2022年度は、③と④をさらに進めた。 ③光格子用光源・光学系の開発・評価 イッテルビウム添加ファイバ増幅器を自作し、出力10 Wを達成した。また、光強度安定化回路を自作し、実装した。現在、MOTから光格子へのローディング効率を上げるために系全体の最適化を進めている。 ④ラムゼー測定用マイクロ波源及びタイミング系・観測系の各種開発・評価 短期安定度が10^-12@10秒の基準信号源を調達した。また、長期安定度に優れたルビジウムクロックを、一時的に地下実験室から持ち出しGPS校正を受けられるように、バッテリー内蔵型筐体への組み込みを行った。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
基準信号源(恒温筐体組込高安定水晶発振器)の調達に時間を要したため。
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今後の研究の推進方策 |
2023年度前半に③と④を完成させ、後半に⑤に取り組み、最終目標であるデコヒーレンス時間の質量依存性の精密検証を行う。
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