世界初の不安定原子の光格子トラップ実現

• 研究課題/領域番号: 25610112
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 川村 広和 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50586047)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: フランシウム / ルビジウム / 光格子 / 磁気光学トラップ / 表面電離 / 熱的表面中性化 / 光格子トラップ / ウィーンフィルター / 表面中性化 / 不安定原子 / レーザー冷却 / 光トラップ

研究成果の概要

フランシウムをはじめとする放射性元素や放射性同位体を，レーザー光の干渉によって作られるいわゆる光格子に捕獲することを目的とした研究である．フランシウムは，核反応による生成，イオンビーム輸送，中性原子への変換，磁気光学トラップというステップを踏んで初めて光格子トラップに掛けることが可能となる．
研究期間中に，フランシウムのトラップ実験シーケンスに同期した信号を得ることができた．これを，より確固としたものにするため，要素毎の開発を行い，それぞれについて大幅な性能向上が達成された．

研究成果

• [雑誌論文] Laser frequency locking with 46 GHz offset using an electro-optic modulator for magneto-optical trapping of francium atoms (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Harada , T. Murakami et al.
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 55 号: 5 ページ: 001164-001164
  • DOI: 10.1364/ao.55.001164
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transportation of a radioactive ion beam for precise laser-trapping experiments (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura et al. （全14名中1番目）
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 87 号: 2
  • DOI: 10.1063/1.4935013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Towards the Measurement of the Electric-Dipole Moment of Radioactive Francium using Laser-Cooling and Trapping Techniques (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh K. Kato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H.S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, H.P. Yoshida, Y. Sakemi
  • 雑誌名: JPS Conf.Proc. 巻: 6 ページ: 0300681-4
  • DOI: 10.7566/jpscp.6.030068
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Laser Light Sources for Trapping Radioactive Francium Atoms Toward Tests of Fundamental Symmetries (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Harada, S.Ezure, T. Hayamizu, K.Kato (CYRIC, Tohoku U.) , H.Kawamura, T. Inoue (Tohoku U., IIAIR & CYRIC, Tohoku U.) , H.Arikawa, T. Ishikawa, T. Aoki, A. Uchiyama M.toh, S. Ando (CYRIC, Tohoku U.) , T.Aoki (Tokyo, U. Earth Sci. Astron.) , Y. Sakemi (CYRIC, Tohoku U.) et al.
  • 雑誌名: JPS Conf.Proc. 巻: 6 ページ: 0301281-5
  • DOI: 10.7566/jpscp.6.030128
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Magnetometer Based on the Nonlinear Magneto-Optical Rotation Effect Toward the Measurement of the Electron Electric Dipole Moment (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Hayamizu, T. Ishikawa, M. Itoh, K. Kato H. Kawamura, A. Uchiyama, T. Aoki, K. Asahi, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H.S. Nataraj, T. Sato, Y. Shimizu, T. Wakasa, A. Yoshimi, H.P. Yoshida, Y. Sakemi
  • 雑誌名: JPS Conf.Proc. 巻: 6 ページ: 0300701-4
  • DOI: 10.7566/jpscp.6.030070
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magneto-optical trapping of radioactive atoms for test of the fundamental symmetries (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura (Tohoku U., Inst. Materials Res. & CYRIC, Tohoku U.) , S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, K. Harada, T. Hayamizu (CYRIC, Tohoku U.) , T. Inoue (Tohoku U., Inst. Materials Res. & CYRIC, Tohoku U.) , T. Ishikawa, M. Itoh, K. Kato L. Köhler, J. Mathis, K. Sakamoto, A. Uchiyama, Y. Sakemi (CYRIC, Tohoku U.)
  • 雑誌名: Hyperfine Interact. 巻: 236 号: 1-3 ページ: 53-58
  • DOI: 10.1007/s10751-015-1193-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Towards a high-efficiency magneto-optical trap for rare isotopes (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura
  • 雑誌名: Proceedings of 7th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms 2014 巻: - ページ: 66-69
• [雑誌論文] Development of an Ion-to-Atom Converter Based on the Orthotropic Source for a Magneto-Optical Trapping of Francium (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura et al. （全11名中1番目）
  • 雑誌名: CYRIC Annual Report 2012-2013 巻: - ページ: 13-17
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Neutralization of Radioactive Francium Atoms Using a Rotatable Yttrium Target (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura et al. （全13名中1番目）
  • 雑誌名: CYRIC Annual Report 2012-2013 巻: - ページ: 18-22
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Search fbr a permanent EDM using laser cooled radioactive atom (2014)
  • 著者名/発表者名: H, Kawamura, S. Ando, T. Aoki, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Havamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, K. Kato, T. Kato, H. S. Nataraj, T. Sato, A. Uchiyama, T. Aoki, T. Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, Y Shimizu, T. Wakasa, H. P. Yoshida, Y. Sakemi
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 66 ページ: 5009-5009
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146605009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of the Measurement System for the Search of an Electric Dipole Moment of the Electron with Laser-Cooled Francium Atoms (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Inoue et al. (全25名中12番目)
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of francium atomic beam for the search of the electron electric dipole moment (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Sato et al. (全25名中13番目)
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser cooled francium factory for the electron electric dipole moment search (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Hayamizu et al. (全25名中9番目)
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radioactive ion beam transporation for the fundamental symmetry study with laser-trapped atoms (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Arikawa et al. (全25名中10番目)
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-cooled radioactlve francium factory at CYRIC (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura, H. Arikawa, S. Ezure, K. Harada, T. Havamizu, T. Inoue, T. Ishikawa, M. Itoh, T. Kato, T. Sato, T. Aoki, T Furukawa, A. Hatakeyama, K. Hatanaka, K. Imai, T. Murakami, H. S. Nataraj, Y. Shimizu, T. Wakasa, H. P. Ybshida, Y. Sakemi
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 巻: 317 ページ: 582-585
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.07.038
  • 査読あり
• [学会発表] フランシウムを用いた電子EDM探索に向けたイオン・中性原子変換過程の調査 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川村広和他
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 電子EDM探索のための表面電離型フランシウムイオン源の新規開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 伊藤沙希他
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Development of a francium ion source toward a search for the electron EDM (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura et al.
  • 学会等名: 8th International Workshop on "Fundamental Physics Using Atoms" (FPUA2015)
  • 発表場所: Saitama, Japan
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] Measurement of a neutralization efficiency of francium with Y, Zr and Gd for the electron EDM search (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Aoki et al.
  • 学会等名: 8th International Workshop on "Fundamental Physics Using Atoms" (FPUA2015)
  • 発表場所: Saitama, Japan
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] Transportation of a radioactive ion beam for precise laser-trapping experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura et al.
  • 学会等名: The 16th International Conference on Ion Sources (ICIS2015)
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] A factory of laser-cooled radioactive atoms for a test of fundamental symmetries (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura et al.
  • 学会等名: Exploring Fundamental Physics using Atomic Systems (EFPAS 2015)
  • 発表場所: Ahmedabad, India
  • 年月日: 2015-05-06
  • 国際学会
• [学会発表] Magneto-optical trapping of radioactive atoms for test of the fundamental symmetries (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura et al.
  • 学会等名: The sixth international conference on Trapped Charged Particles and Fundamental Physics (TCP2014)
  • 発表場所: Takamatsu, Kagawa, Japan
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-05
• [学会発表] レーザー冷却原子によるCP対称性破れの探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村広和他
  • 学会等名: CP violation in elementary particles and composite systems
  • 発表場所: 大阪府茨木市
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] Towards the measurement of the electron EDM with laser cooled francium atoms (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura et al.
  • 学会等名: Fourth Joint Meeting of the Nuclear Physics Divisions of the American Physical Society and The Physical Society of Japan (HAWAII2014)
  • 発表場所: Waikoloa, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] Towards the measurement of the electric-dipole moment of radioactive francium using laser-cooling and trapping techniques (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura et al.
  • 学会等名: The 2nd Conference on "Advances in Radioactive Isotope Science" (ARIS2014)
  • 発表場所: Hongo, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-06
• [学会発表] Towards a high-efficiency magneto-optical trap for rare isotopes (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura et al.
  • 学会等名: 7th International conference on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA 2014)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] フランシウムを用いた電子EDM探索のためのレーザー冷却不安定原子生成工場 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川村広和他
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] Search for a permanent EDM using laser cooled radioactive atom (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Kawamura et al.
  • 学会等名: 25th International Nuclear Physics Conference (INPC 2013)
  • 発表場所: Firenze, Italy
• [備考] 川村広和の研究活動
  • URL: http://cycgw1.cyric.tohoku.ac.jp/~kawamura/
• [備考] 川村広和
  • URL: http://cycgw1.cyric.tohoku.ac.jp/~kawamura/