量子縮退原子を用いた原子干渉計による量子精密計測

• 研究課題/領域番号: 21244063
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 中川 賢一 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (90217670)
• 研究分担者: 岸本 哲夫 電気通信大学, 先端領域教育研究センター, 特任准教授 (70420239)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 30,030千円 (直接経費: 23,100千円、間接経費: 6,930千円); 2011年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2010年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円); 2009年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
• キーワード: 極低温原子 / ボース / アインシュタイン凝縮 / 原子干渉計 / 原子光学 / BEC / 量子計測

研究概要

本研究は極低温量子縮退原子を用いた原子干渉計によって高精度な量子計測法を実現することを目標としたもので、以下の研究成果を挙げることができた。1) 全光学的手法を用いて高速にRb 原子のボース凝縮(BEC)を生成する方法を開発した。2) 2 個の冷却Rb 原子の間でリドベルグブロッケード効果を観測した。3) 位相変調された光定在波ポテンシャル中の冷却Rb 原子において特異な量子輸送を見い出した。4) レーザー冷却Rb 原子を用いた原子干渉計による精密重力加速度計の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Simple and Fast Production of Bose-Einstein Condensate in a 1 μm Cross-beam Dipole Trap (2012)
  • 著者名/発表者名: Sanjay Kumar, Shuuichi Hirai, Yuuki Suzuki, Masahide Kachi, Mark Sadgrove, and Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 巻: 81 号: 8 ページ: 84004-84004
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.084004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-selected momentum transport in ultra-cold atoms (2012)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sandro Wimberger, and Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. D 巻: 66 号: 6 ページ: 155-155
  • DOI: 10.1140/epjd/e2012-20578-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-selected momentum transport in ultra-cold atoms (2012)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sandro Wimberger, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: European Physical Journal D 巻: (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー励起リドベルグ原子を用いた量子もつれ状態の生成とその量子情報への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中川賢一
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 39 ページ: 904-904
  • NAID: 10030151913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast externally triggered phase controller for an optical lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove and Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 82 号: 11 ページ: 113104-113104
  • DOI: 10.1063/1.3655447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast, externally triggered, digital phase controller for an optical lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 巻: 82 ページ: 1131041-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-particle entanglement in a one-dimensional optical lattice using Rydberg atom (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhanchun Zuo, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 82 号: 6 ページ: 62328-62328
  • DOI: 10.1103/physreva.82.062328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-particle entanglement in a one-dimensional optical lattice using Rydberg atom (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhanchun Zuo, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 82 ページ: 62328-62328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single atom Rydberg excitation in a small dipole trap (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhanchun Zuo, Miho Fukusen, Yoshihito Tamaki, Tomoki Watanabe, Yusuke Nakagawa and Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 17 号: 25 ページ: 22898-22905
  • DOI: 10.1364/oe.17.022898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise induced resonance for atoms in a periodic potential (2009)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sanjay Kumar, and Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 103 号: 1 ページ: 10403-10403
  • DOI: 10.1103/physrevlett.103.010403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal analysis with atom optics (2009)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sanjay Kumar, and Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. A7 巻: 9 号: 5 ページ: 53618-53618
  • DOI: 10.1103/physreva.79.053618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noise induced resonance for atoms in a periodic potential (2009)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sanjay Kumar, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 103 ページ: 10403-10403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal analysis with atom optics (2009)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sanjay Kumar, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Phys.Rev.A 79 ページ: 53618-53618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single atom Rydberg excitation in a small dipole trap (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhanchun Zuo, Miho Fukusen, Yoshihito Tamaki, Tomoki Watanabe, Yusuke Nakagawa, Ken'ichi Nakagawa
  • 雑誌名: Optics Express 17 ページ: 22898-22905
  • 査読あり
• [学会発表] All-Optical Realization of a Bose-Einstein Condensation in a 1 μm Dipole trap (2012)
  • 著者名/発表者名: Sanjay Kumar, Mark Sadgrove, Yuuki Suzuki, and Ken'ichi Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
• [学会発表] Distribution of interacting atoms in a one-demensional lattic (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhanchun Zuo, Saisuke Okuyama, Ken'ichi Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Rydberg Blockadeを用いた二個の基底状態原子間のエンタングルメントの生成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林康行、Zhanchun Zuo、奥山大輔、中川賢一
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Large Are Interferometry for Gravimetry (2011)
  • 著者名/発表者名: Sanjay Kumar, Mark Sadgrove, and Ken'ichi Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 位相変調された定在波ポテンシャル中原子の古典エネルギー限界超越 (2011)
  • 著者名/発表者名: Mark Sadgrove, Sandro Winberger, and Ken'ichi Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Distribution of interacting atoms in a one-demensional lattice (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhanchun Zuo, Saisuke Okuyama, and Ken'ichi Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 全光学的手法によるBEC生成に向けた低速原子源開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平井秀一、牟田真弓、中川賢一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Study of cold atoms in optical lattice at quantum resonance with decoherence (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kunar, M. Sadgrove, K. Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Towards the observation of amphibious eigenstates with cold atoms (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Sadgrove, K. Nakagawa
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] 全光学的手法によるBEC 生成に向けた低速原子源開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平井秀一、牟田真弓、中川賢一
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学