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2008 年度 実績報告書

量子縮退イッテルビウム原子気体の物理:多様性の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 18204035
研究機関京都大学

研究代表者

高橋 義朗  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40226907)

キーワード量子縮退 / イッテルビウム / フェルミ縮退 / BEC / レーザー冷却
研究概要

まず新たに173Yb原子のフェルミ縮退と171Yb原子のフェルミ縮退の混合、を実現することができた。特に、最近生成されたLi原子とK原子の混合フェルミ縮退の系とは大きく異なり、それぞれの原子にスピン自由度が存在し、様々な応用が考えられる。
さらに、これまでに開発した準安定励起状態3POおよび3P2への直接励起用光源を用いて、基底状態1SOから準安定励起状態3P2へ直接励起することにより、1次元系のボース気体、特に、強相関のトンクスガスの領域にあるボース気体の原子間相互作用を詳しく調べることに成功した。
また、173Yb原子のフェルミ縮退と174Yb原子のボース凝縮体からなるフェルミオン分子を2光子光会合法により生成することに成功し、その生成効率を詳しく調べた。
さらに、大きな電気双極子モーメントをもった極性分子LiYbの生成を目指し、LiおよびYb原子の同時レーザー冷却に成功した。
また、いくつかのYb量子気体を3次元光格子に導入することに成功した。まず、174Yb原子を3次元光格子に導入して、光強度を調節することにより、干渉パターンを観測することで、超流動・モット絶縁体転移を観測することに成功した。モット状態を示す干渉パターンも消失は、単なる熱的なデコヒーレンス等によるものではなく、再び光格子ポテンシャルを低くすると、系全体として再び位相コヒーレンスが速やかに復活して、再び干渉パターンが観測されることを確認した。また、フェルミ・ボースの混合気体も3次元光格子に導入することに成功した。斥力相互作用するフェルミ・ボース混合気体の場合は、ボース気体の超流動性はフェルミオンの存在によってあまり影響を受けないことが確認された。これは相分離の可能性を示唆する結果であり、別に行った光会合の測定結果とも一致した。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (15件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] All-Optical Formation of Quantum Degenerate Mixtures2009

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuhara, S. Sugawa, Y. Takasu, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 79

      ページ: 021601(R)1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin squeezing of a cold atomic ensemble with the nuclear spin of one-half2009

    • 著者名/発表者名
      T. Takano, M. Fuyama, R. Namiki, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 102

      ページ: 033601-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum Degenerate Gases of Ytterbium Atoms2009

    • 著者名/発表者名
      S. Uetake, A. Yamaguchi, S. Kato, T. Fukuhara, S. Sugawa, K. Enomoto, Y. Takasu, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the light of new technology 9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mott insulator of ultracold alkaline-earth-metal-like atoms2009

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuhara, S. Sugawa, M. Sugimoto, S. Taie, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 79

      ページ: 041604(R)1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Feshbach Resonance Using the Intercombination Transition2008

    • 著者名/発表者名
      K. Enomoto, K. Kasa, M. Kitagawa, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 101

      ページ: 203201-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High power narrow linewidth laser at 556 nm for magneto-optical trapping of ytterbium2008

    • 著者名/発表者名
      S. Uetake, A. Yamaguchi, S. Kato, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B 92

      ページ: 33-35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous variable quantum swapping gate between light and atoms2008

    • 著者名/発表者名
      T. Takano, M. Fuyama, R. Namiki, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 78

      ページ: 010307-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inelastic Collisions in Optically Trapped Ultracold Metastable Ytterbium2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamaguchi, S. Uetake, D. Hashimoto, J. M. Doyle, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett 101

      ページ: 233002-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-resolution laser spectroscopy of ultracold ytterbium atoms using spin-forbidden electric quadrupole transition2008

    • 著者名/発表者名
      S. Uetake, A. Yamaguchi, D. Hashimoto, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B 93

      ページ: 409-414

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spinor Molecule in Atomic Bose-Einstein Condensate2008

    • 著者名/発表者名
      J. Kobayashi, Y. Izumi, K. Enomoto, M. Kumakura, Y.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B 95

      ページ: 37-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fictitious Magnetic Resonance by Quasi-Electrostatic Field2008

    • 著者名/発表者名
      J. Kobayashi, K. Shibata, T., Aoki, M. Kumakura, Y Takahashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B 95

      ページ: 361-365

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quadrupole oscillations in a quantum degenerate Bose-Fermi mixture2008

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuhara, T. Tsujimoto, Y., Takahashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B (DOI 10.1007/s00340-009-3375-5)

    • 査読あり
  • [学会発表] 仮想磁場効果を用いた集団スピンの量子トモグラフィ2009

    • 著者名/発表者名
      高野哲至, 村松真臣, 田中慎一郎, 並木亮, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 量子縮退Yb原子の光格子実験I2009

    • 著者名/発表者名
      杉本昌仁, 福原武, 素川靖司, 田家慎太郎, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 量子縮退Yb原子の光格子実験II2009

    • 著者名/発表者名
      田家慎太郎, 福原武, 素川靖司, 杉本昌仁, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 量子縮退Yb原子の光格子実験III2009

    • 著者名/発表者名
      素川靖司, 福原武, 杉本昌仁, 田家慎太郎, 植竹智, 垣内久, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 量子縮退Yb原子の光格子実験IV2009

    • 著者名/発表者名
      福原武, 植竹智, 垣内久, 素川靖司, 杉本昌仁, 田家慎太郎, 加藤真也, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 異核Yb原子の混合フェルミ縮退2009

    • 著者名/発表者名
      辻本拓也, 村上亮, 高須洋介, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 冷却Yb原子ポボーズ・フェルミ混合気体の光会合2009

    • 著者名/発表者名
      和山弘, 斉藤悠, 高須洋介, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] 光格子を用いた量子情報研究2009

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      GCOEオープニングシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館、京都
    • 年月日
      2009-02-18
  • [学会発表] Quantum simulation and quantum interface using ultracold ytterbium2009

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      日英量子情報ワークショップ
    • 発表場所
      英国大使館、東京
    • 年月日
      2009-01-22
  • [学会発表] Quantum Simulation Using Ultracold Ytterbium Atoms in an Optical Lattice2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      奈良国際シンポジウム
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良
    • 年月日
      2008-11-26
  • [学会発表] Quantum Degenerate Gases of Ytterbium Atoms in an Optical Lattice2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      DMQS 2008
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス、東京
    • 年月日
      2008-10-20
  • [学会発表] 冷却原子気体のスピンスクイージング2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      第3回量子ICT運営会議
    • 発表場所
      メルパルク東京、東京
    • 年月日
      2008-09-30
  • [学会発表] パルス光によるスピンの量子非破壊測定の実現2008

    • 著者名/発表者名
      高野哲至, 村松真臣, 田中慎一郎, 並木亮, 高橋義朗
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス盛岡
    • 年月日
      2008-09-22
  • [学会発表] Quantum Degenerate Gases of Ytterbium Atoms2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      ISQM-TOKYO'08
    • 発表場所
      日立製作所基礎研究所、埼玉
    • 年月日
      2008-08-27
  • [学会発表] 原子スピン集団の量子非破壊測定とその展開2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 学会等名
      第5回AMO討論会
    • 発表場所
      首都大学東京、東京
    • 年月日
      2008-06-14
  • [図書] 光学, 37巻, 第7号2008

    • 著者名/発表者名
      高橋義朗
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      レーザー冷却技術とその応用

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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