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磁気ダイポール相互作用をするルビジウムボース凝縮体が発現する新奇な物性の探索

研究課題

研究課題/領域番号 22654049
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京工業大学

研究代表者

上妻 幹旺  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (10302837)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,040千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2010年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード磁気ダイポール / Rb BEC / 双極子-双極子相互作用 / 長距離・非等方的 / 自発対称性の破れ / アインシュタイン・ドハース効果 / スピンテクスチャー / 質量流
研究概要

本研究の目的は、超弱磁場環境下(~10uG)でRbのボース凝縮体を生成する全く新しい実験系を構築することにある。RbのF=1基底状態は強磁性をもっているため、ゼーマンシフトを抑圧すると、長距離、非等方的な磁気ダイポール相互作用を有するようになる。これにより、スピンと軌道とが結合し、質量流とスピンテクスチャーを伴う新しいダイナミクス、量子相が顕現する。今年度、我々は、第一真空槽内でRbの磁気光学トラップを生成し、ここにプッシュ光を照射することで、十分環境磁場が抑圧された第二真空槽へと原子運び、そこで再度磁気光学トラップを行うことに成功した。この原子集団を光トラップし、蒸発冷却を行うことでボース凝縮体を生成する。光トラップを構成するための1.06umレーザーをすでに開発していたが、今年度、実際に共振器に光を導入したところ、問題点が発見された。我々は、十分深い光トラップポテンシャルを得るために、ガラスセルをボウタイ型の共振器で囲み、共振器内の光パワーを増大させることを計画している。そのためには、レーザーの周波数がモードホップを起こさず、十分安定であることが必須となる。しかし我々が昨年作成したレーザーは、10Wの出力がでるものの、モードホップが頻繁に発生し、光共振器を長時間安定化することが出来なかった。東京大学井上研究室の先行研究により、このレーザーのモードホップの主要因が、共振器長の熱膨張によるものであることがわかっていたので、これを抑圧する機構を導入したところ、ほぼモードホップフリーのレーザーを作成することが出来た。今後、このレーザーを既に構築されている光共振器に導入し蒸発冷却を施すことで、超弱磁場環境下で10^6個程度のボース凝縮体を生成することを目指していく。

報告書

(1件)
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Projective Measurement of a Single Nuclear Spin Qubit by Using Two-Mode Cavity QED2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Eto, A.Noguchi, P.Zhang, M.Ueda. M.Kozuma
    • 雑誌名

      Physical Review letters

      巻: 106 ページ: 160501-160501

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Faraday rotation with a single-nuclear spin qubit in a high-finesse optical cavity2010

    • 著者名/発表者名
      N.Takei, M.Takeuchi, Y.Eto, A.Noguchi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 81 ページ: 42331-42331

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-nuclear-spin cavity QED2010

    • 著者名/発表者名
      M.Takeuchi, N.Takei, K.Doi, P.Zhang, M.Ueda, M.Kozuma
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 81 ページ: 62308-62308

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantum State Engineering using Single Nuclear Spin Qubit of Optically Manipulated Ytterbium Atom2011

    • 著者名/発表者名
      M.Kozuma
    • 学会等名
      ERATO Macroscopic Quantum Control Conference on Ultra cold Atoms and Molecules
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2011-01-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quantum information processing with single 1/2 nuclear spin of Yb atom in a high-finesse optical cavity2010

    • 著者名/発表者名
      M.Kozuma
    • 学会等名
      2010 International Symposium on Physics of Quantum Technology
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2010-04-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.phys.titech.ac.jp/laboratory/kozuma.html

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.kozuma.phys.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-23  

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