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2018 年度 実績報告書

超伝導マイクロ波共振器による極低温分子気体のトラップ

研究課題

研究課題/領域番号 16K05500
研究機関富山大学

研究代表者

榎本 勝成  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (50452090)

研究分担者 梶田 雅稔  国立研究開発法人情報通信研究機構, グローバル推進部門, 嘱託 (50359030)
小林 かおり  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (80397166)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード低温分子 / 分子ビーム / 分子分光 / 超伝導 / マイクロ波
研究実績の概要

本年度はまず、低温分子ビームの集束について、J. Phys. B誌に発表した。ヘリウムバッファーガス冷却法によって得られた低温PbO分子ビームについて、円筒型の超伝導マイクロ波共振器内で得られた強い定在波を用いて、分子ビームのフラックス密度を約10倍にすることに成功した。TM010モードの定在波は軸対称で2次元的な調和振動ポテンシャルを分子に与えるため、電場が強い所ほどエネルギーが低くなる状態の分子に対し、単なる2次元的な閉じ込めではなく凸レンズとして働いて分子を集束させることができる。
また、分子の減速・捕捉に向けて、それらの実験に適した多種多様な分子を取り扱うため、分子分光システムの大掛かりな整備を行った。色素レーザー、チタンサファイアレーザー、大型分光器を備えたシステムを構築し、数種類の分子についての分光研究に着手した。また、高分解能分光を行う研究者との交流や、本研究課題の成果発表のために、富山大学において「高分解能分子分光シンポジウム2018富山」を主催した。
分子のトラップ用のファブリーペロー共振器についても、共同研究先のブリティッシュコロンビア大学とともに開発を進め、アンモニア分子を用いたトラップポテンシャルの評価実験が進行中である。
また、理論面でも非常に精力的に研究が進められ、計6本の論文が掲載された。いくつかの重要な中性分子や分子イオンについて、どのような手法で遷移周波数の超精密測定が可能となるかを示した。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ブリティッシュコロンビア大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      ブリティッシュコロンビア大学
  • [雑誌論文] Focusing of a cold PbO molecular beam with a superconducting microwave resonator2019

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Katsunari、Hizawa Nagisa、Furuta Yuji、Hada Naoyuki、Momose Takamasa
    • 雑誌名

      Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics

      巻: 52 ページ: 035101~035101

    • DOI

      10.1088/1361-6455/aaf666

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accurate ab initio calculations of spectroscopic constants and properties of BeLi +2018

    • 著者名/発表者名
      Bala Renu、Nataraj H.S.、Abe Minori、Kajita Masatoshi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Spectroscopy

      巻: 349 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1016/j.jms.2018.03.013

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-destructive Monitoring of Molecular Vibrational Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Kajita Masatoshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 074301~074301

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.074301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise Measurement of Transition Frequencies of Optically Trapped 40Ca19F Molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Kajita Masatoshi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 104301~104301

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.104301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microwave oscillator using piezoelectric thin-film resonator aiming for ultraminiaturization of atomic clock2018

    • 著者名/発表者名
      Hara M.、Yano Y.、Kajita M.、Nishino H.、Ibata Y.、Toda M.、Hara S.、Kasamatsu A.、Ito H.、Ono T.、Ido T.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 ページ: 105002~105002

    • DOI

      10.1063/1.5048633

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculations of electronic properties and vibrational parameters of alkaline-earth lithides: MgLi+ and CaLi+2018

    • 著者名/発表者名
      Bala Renu、Nataraj H. S.、Abe Minori、Kajita Masatoshi
    • 雑誌名

      Molecular Physics

      巻: 117 ページ: 712~725

    • DOI

      10.1080/00268976.2018.1539258

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prospects for a polar-molecular-ion optical probe of varying proton-electron mass ratio2018

    • 著者名/発表者名
      Kokish Mark G.、Stollenwerk Patrick R.、Kajita Masatoshi、Odom Brian C.
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 98 ページ: 052513~052513

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.98.052513

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 超伝導マイクロ波共振器を用いた低温PbO分子ビームの集束2018

    • 著者名/発表者名
      羽田尚之,樋沢奈紀沙,古田裕司,百瀬孝昌,榎本勝成
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 超伝導マイクロ波共振器を用いた低温PbO分子ビームの集束2018

    • 著者名/発表者名
      古田裕司
    • 学会等名
      高分解能分子分光シンポジウム2018富山
  • [学会発表] 極低温Yb原子を用いた光会合分光2018

    • 著者名/発表者名
      榎本勝成
    • 学会等名
      高分解能分子分光シンポジウム2018富山
  • [図書] Measurement, Uncertainties and Lasers2019

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kajita
    • 総ページ数
      120
    • 出版者
      IOP Publishing
  • [図書] Measuring Time: Frequency Measurements and Related Development in Physics2018

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kajita
    • 総ページ数
      94
    • 出版者
      Iop Publishing
  • [備考] 富山大学理学部物理学科電波物理学研究室

    • URL

      http://www.sci.u-toyama.ac.jp/phys/4ken/

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公開日: 2019-12-27  

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