光ポンピングスピン偏極原子のベクトルポテンシャル変調

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K04089
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21030:計測工学関連
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 大坊 真洋 岩手大学, 理工学部, 教授 (20344616)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ベクトルポテンシャル / 光ポンピング / 原子磁力計 / ベクトルポテンシャルコイル

研究成果の概要

二重入れ子巻線構造のベクトルポテンシャルコイルを原子磁力計に組み込み、ベクトルポテンシャルを印加したときの信号の変化を調べ、ベクトルポテンシャル計測器の実現を目指した。我々は、均一なベクトルポテンシャルと磁場の両方を発生できるヘルムホルツ型のコイルを、数値シミュレーションによって設計した。磁場およびベクトルポテンシャルを原子磁力計に印加した時の周波数特性を比較したところ、磁場応答が周波数の増加とともに減少するのに対し、ベクトルポテンシャル応答はその逆であった。原子磁力計によって、交流のベクトルポテンシャルを磁場と区別して計測できることを初めて実証した。

自由記述の分野

計測

研究成果の学術的意義や社会的意義

ベクトルポテンシャルは、その存在が理論的にも実験的にも認識されているにもかかわらず、それを直接測定するセンサーは無かった。我々は、ベクトルポテンシャルを発生するコイルと、スピン偏極した原子を制御する両方の技術を組み合わせることによって、新しいセンサーの実現を目指した。今回、磁場とは全く異なる応答を測定できたので、センサーを実現するために必要な基盤技術を見出したといえるだろう。この技術は、新しい医療機器などへの応用が可能になると期待される。