原子光学(レーザー冷却の技術的応用への研究)

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11216202
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 清水 富士夫 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (00011156)
• 研究分担者: 中川 賢一 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教授 (90217670) ; 清水 和子 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (30017446) ; 盛永 篤郎 東京理科大学, 理工学部, 教授 (90246687) ; 白濱 圭也 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (70251486) ; 森永 実 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助手 (60230140)
• キーワード: 原子光学 / BEC / 原子干渉計 / 量子反射 / レーザー冷却 / ネオン / ルビジウム / カルシウム

研究概要

この報告書を書いている3月上旬現在、研究の一部は目標達成のための最後の努力中であるが、本年度の主な研究は(1)ネオン原子のシリコン表面での量子反射、(2)準安定ヘリウム原子の冷却トラッピングと極低温原子線の開発、(3)ナトリウムおよびカルシウム原子線干渉計の開発と応用、(4)ルビジウム原子BECの改良とアトムチップの開発、である。(1)清水らは今までより高精度で量子反射の反射率測定を行い、反射率の最高値の推定を行った。また、高反射率のシリコン加工表面を使ったダブルスリットの実験、および1次元集光レンズの開発を行った。(2)では、白濱らは超流動液体ヘリウムと平衡状態にある気体セル中で講習は放電を行う独創的な準安定状態ヘリウム原子発生装置を開発し、11Kで10^9cm^<-3>という高濃度の準安定原子生成に成功し、原子線への取り出しに取り組んでいる。この研究はA3計画研究の佐々田らとの共同研究である。また、清水らは準安定状態ヘリウム原子のトラップとそれを用いた極低温準安定状態ヘリウム原子線の開発に取り組んでいる。これを白濱らの原子線源と組み合わせれば極めて輝度の高い極低温原子線ができると期待される。(3)盛永らは3内部状態を2周波のレーザー光でコヒーレントに励起したカルシウム原子干渉計を使ってAharanov-Casher効果の測定を行った。また、ナトリウム原子干渉計を使ってスカラーAhranov-Bohm効果の測定にも成功した。(4)中川らはすでに存在するルビジウム原子のBECの改良とともに将来の原子波回路に向けてアトムチップとアトムチップ上でのBECの形成に向けた研究に取り組んでいる。

研究成果

• [文献書誌] T.Khono, F.Shimizu, J.Fujita, K.Shimizu: "Reflection double-slit atom interferometer"J. Phys. Soc. Jpn.. (to be publisheed).
• [文献書誌] F.Shimizu, J.Fujita: "Reflection-type hologram for atoms"Phys. Rev. Lett.. 88巻12号. 123201-1-123201-4 (2002)
• [文献書誌] J.Fujita, F.Shimizu: "Atom manipulation using atomic de Broglie waves"Material Science and Engineering B. 96巻2号. 159-163 (2002)
• [文献書誌] K.Shinohara, T.Aoki, A.Morinaga: "Scalar Aharonov-Bohm effect for ultracold atoms"Phys. Rev. A. 66巻4号. 042106-1-04216-4 (2002)
• [文献書誌] S.Yanagimachi, M.Kajiro, M.Machiya, A.Morinaga: "Direct measurement of the Aharonov-Casher phase and tensor Stark polarizability using a calcium atomic polarization interferometer"Phys. Rev. A. 65巻4号. 042104-1-042104-7 (2002)
• [文献書誌] Y.Shibayama, M.Yamazaki, H.Ishiki, K.Shirahama: "Sliding dynamics of the Wigner crystal on liquid He"J. Low Temp. Phys.. 126巻102号. 487-492 (2002)