| 研究課題/領域番号 |
18H03466
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
長谷川 祐司 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60282498)
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| 研究分担者 |
筒井 泉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (10262106)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 弱値 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題の３年度目であった。本年では、前年度に行った、事後選択する状態の複数個を早く切り替えて量子チェシャ猫の挙動を探る実験の成功のうえで、論文作成を進めた。さらに、ウィーン工科大学(TU-Wien)との共同研究として、フランス・グルノーブルのラウエ・ランジュバン研究所（ILL）の研究用原子炉を用いて、２光路の同時弱測定の実験をで行った。おおむね良好な実験結果が得られたと思われたが、何点か不備が見すかったので、再実験を行う必要があるのどうか検討している。更に中性子干渉実験において、３体の量子チェシャ猫の挙動を探る実験を行った。具体的には、３光路の中性子干渉計を用いて、スピン・エネルギーと中性子本体との分離して、それぞれの光路に局在した状況を作り出し、弱測定を用いてそれぞれの局在性を確認した。現在、実験結果の解析を行っている。
並行して、北海道大学において、原子を用いた干渉実験を行うための環境整備をすすめた。前年度までの実験に必要な機器の調達のうえで、本年度は、光学系の整備に着手した。特に、使用レーザー光の周波数安定回路を作成、動作の確認を行った。これから、いよいよMOTの完成を目指す。この実験環境を整備して、北大で原子干渉実験を行うことが可能となれば、ラウエ・ランジュバン研究所まで詣でるまでもなく、物質波干渉実験を遂行できる環境が得られると期待されている。それにより、学生らの日常的な利便性の向上をも目指している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
フランス・グルノーブルのラウエ・ランジュバン研究所での中性子干渉計実験は研究用原子炉の運転状況に依存しており、昨年度と同様に、十分なビームタイムの確保が困難であった。それにもかかわらず新たな２光路の同時弱実験、３体の量子チェシャ猫実験を遂行した。前年度に行ったチェシャ猫の遅延選択実験は現在査読中であり、それに加えて、これらの実験の出版に向けて準備する予定である。
本年度はさらに、北大での干渉実験を行うための環境整備を始めた。コロナ禍の影響もあり、学生の研究活動に支障が見られ、光学機器の調達にも思わず時間がかかってしまった。また、実際の作業として光源系の整備にも手間取り、全体として遅れている。これから、実際の光学系の整備をはじめ、昨年度当該研究室に着任した小林准教授の協力を仰いで、スピードアップを図り、MOTを達成する計画である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題の最終年度である。本年では、中性子光学実験において３光路での量子チェシャ猫実験の論文公開を目指す。さらに、前年度に最終結果に至らなかった部分のある同時弱測定実験を推進する。この実験は最先端の中性子干渉計実験の設備を必要としており、ウィーン工科大学との共同研究として、フランス・グルノーブルのラウエ・ランジュバン研究所で行う予定である。（本年度も引き続き、新型コロナ禍の状況によっては、研究用原子炉の運転及びビームタイムの配分に支障が出る可能性もあり、予断を許さない状況である。）
上記の中性子干渉実験の遂行と平行して、北海道大学において、原子を用いた干渉実験を行うための環境整備をすすめる。北大に原子干渉実験設備を整備することによりラウエ・ランジュバン研究所まで詣でるまでもなく、物質波干渉実験を遂行できる環境を整え、学生らの日常的な利便性の向上を目指す。
理論的な側面としては、上に述べたような中性子・原子干渉実験に適用できる理論の構築を目指す。特に、３光路での量子チェシャ猫実験の理論的基盤の構築を目指す。また、実験グループとの情報交換を密にして、物質波光学実験の進展状況を把握するにも取り掛かる。
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