レーザー冷却イオンで実現する極低温中性原子気体の局所物性研究

• 研究課題/領域番号: 22684021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 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: 電気通信大学
• 研究代表者: 向山 敬 電気通信大学, 先端領域教育研究センター, 特任准教授 (70376490)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円); 2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2011年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2010年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
• キーワード: 原子・分子物理 / イオントラップ / レーザー冷却 / 量子縮退 / 超流動

研究概要

本研究ではレーザーによって極低温にまで冷却されたイオンと中性原子を用いて極低温イオン-原子混合系を実現した。極低温のイオンと中性原子を生成するために必要な各種レーザー光源を作成し、イオンと中性原子を同一の真空チャンバー中において捕獲、冷却した。捕獲された中性原子を光ピンセットの手法でイオントラップの位置に輸送し、両者を混合させ低温領域における弾性散乱断面積の測定に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Observation of elastic collisions between lithium atoms and calcium ions (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Haze, S. Hata, M. Fujinaga, and T.Mukaiyama
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 87 号: 5 ページ: 52715-52715
  • DOI: 10.1103/physreva.87.052715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auto-relock system for a bow-tie cavity for second harmonic generation (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Haze, S. Hata, M. Fujinaga, and T.Mukaiyama
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instr. 巻: 84 号: 2 ページ: 26111-26111
  • DOI: 10.1063/1.4793613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of an Efimov Trimer Binding Energy in a Three-ComponentMixture of ^6Li (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nakajima, M.Horikoshi, T.Mukaiyama, P.Naidon, M.Ueda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 号: 14 ページ: 143201-143201
  • DOI: 10.1103/physrevlett.106.143201
  • 査読あり
• [雑誌論文] 極低温フェルミ原子気体系におけるBCS-BECクロスオーバー (2011)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 46 ページ: 111-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonuniversal Efimov Atom-Dimer Resonances in a Three-Component Mixture of 6Li (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nakajima, M. Horikoshi, T.Mukaiyama, P. Naidon and M. Ueda
  • 雑誌名: Physical ReviewLetters 巻: 105 号: 2 ページ: 23201-23201
  • DOI: 10.1103/physrevlett.105.023201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonuniversal Efimov Atom-Dimer Resonances in a Three-Component Mixture of ^6Li (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nakajima, M.Horikoshi, T.Mukaiyama, P.Naidon, M.Ueda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 105 ページ: 23201-23201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of an Efimov Trimer Binding Energy in a Three-Component Mixture of ^6Li (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nakajima, M.Horikoshi, T.Mukaiyama, P.Naidon, M.Ueda
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 ページ: 143201-143201
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental progress pursuing p-wave superfluidand ultracold atom-ion physics (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Few-body calculation of cold atomic physics
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2013-08-31
• [学会発表] Experimental study on collisional properties of ultracold 6Li near a p-wave Feshbach resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: UEC-Shanxi joint workshop
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] 冷却原子気体におけるp波相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: 新学術領域「実験と観測で解き明かす中性子星の核物質」ウィンタースクール
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2013-02-25
• [学会発表] 冷却原子気体におけるp波相互作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: 新学術領域「実験と観測で解き明かす中性子星の核物質(略称中性子星核物質)」ウィンタースクール「中性子星の核物質2013」
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental study on collisional properties of ultracold 6Li near a p-wave Feshbach resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: UEC - Shanxi Joint Workshop on Optical Science
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 招待講演
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: The 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Institute of Atomicand Molecular Sciences, Taiwan
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] 極低温中性原子気体系における散乱過程の制御と極低温分子生成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: 原子衝突学会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2012-07-28
• [学会発表] Ultracold molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 日仏先端科学シンポジウム
  • 発表場所: フランス、ニース(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] Experimental progress pursuing p-wave superfluid and ultracold atom-ion physics (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Few-body calculation of cold-atomic physics
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: The 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Institute of Atomic and Molecular Sciences, Taiwen
  • 招待講演
• [学会発表] Towards creation of cold molecules using ultracold atoms and ions (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 日仏先端科学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Towards creation of cold molecules using ultracold atoms and ions (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Fundamental Physics Using Atoms2011
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Towards creation of cold molecules using ultracold atoms and iions (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Fundamental Physics Using Atoms 2011
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Measurement ofUniversal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Renormalization Group Approach from Ultra Cold Atoms to the Hot QGP
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Universal thermodynamics of a unitary Fermi gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Renormalization Group Approach from Ultra Cold Atoms to the Hot QGP
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] Measurement of an Efimov Trimer Binding Energy in a Three-Component Mixture of 6Li (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Workshop on Frontiers in Ultracold Fermi Gases
  • 発表場所: Institute for theoretical physics、Italy
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] Measurement of an Efimov Trimer Binding Energy in a Three-Component Mixture of 6Li (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Workshop on Frontiers in Ultracold Fermi Gases
  • 発表場所: Institute for theoretical physics, Itary(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] Measurement ofUniversal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 日本物理学会シンポジウム
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 日本物理学会シンポジウム
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Conference on Ultracold Atoms and Molecules
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Conference on Ultracold Atoms and Molecules
  • 発表場所: 東京大学(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-24
• [学会発表] レーザー冷却フェルミ原子系の普遍的熱力学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: レーザー学会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 年月日: 2011-01-10
• [学会発表] レーザー冷却フェルミ原子系の普遍的熱力学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: レーザー学会
  • 発表場所: 電気通信大学(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-01-10
• [学会発表] Measure mentof Universal Thermody namic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: TakashiMukaiyama
  • 学会等名: 量子エレクトロニクス研究会「冷却原子系で探究する新しい物理と極限的技術」
  • 発表場所: 上智大学軽井沢セミナーハウス
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 量子エレクトロニクス研究会研究会「冷却原子系で探究する新しい物理と極限的技術」
  • 発表場所: 上智大学軽井沢セミナーハウス(長野県)(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Conference on Novel Quantum States in Condensed Matter
  • 発表場所: University of Chicago center in Beijing, China
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: Conference on "Novel Quantum States in Condensed Matter"
  • 発表場所: University of Chicago center in Beijing(中国、北京)(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] 強く相互作用するフェルミ粒子系の熱力学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: 基研研究会「熱場の量子論とその応用」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] 強く相互作用するフェルミ粒子系の熱力学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 向山敬
  • 学会等名: 基研研究会「熱場の量子論とその応用」
  • 発表場所: 京都大学(京都府)(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-30
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 量子情報サマースクール
  • 発表場所: ホテルサンライズ知念
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 量子情報サマースクール
  • 発表場所: ホテルサンライズ知念(沖縄県)(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Experimental observation of Efimov trimer states in ultracold Fermi gases (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 「少数粒子系の物理の現状と今後の展望」研究会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2010-08-20
• [学会発表] Experimental observation of Efimov trimer states in ultracold Fermi gases (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 「少数粒子系の物理の現状と今後の展望」研究会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県)(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-20
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: 「少数粒子系の物理の現状と今後の展望」研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: International workshop on statistical physics of quantum systems
  • 発表場所: 東京大学(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2010-08-03
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: InternationalWorkshop on Ultracold Fermi Gas
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構
  • 年月日: 2010-05-13
• [学会発表] Measurement of Universal Thermodynamic Functions for a Unitary Fermi Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Mukaiyama
  • 学会等名: International Workshop on Ultracold Fermi Gas
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-13
• [図書] ユニタリー極限におけるフェルミ原子気体の普遍的熱力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀越宗一、向山敬、上田正仁
• [図書] 固体物理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 向山敬