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2016 年度 実績報告書

ハイブリッド光トラップにおける極低温アルカリ原子とSr原子混合系の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25287100
研究機関東京大学

研究代表者

青木 貴稔  東京大学, 総合文化研究科, 助教 (30328562)

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, 電磁波研究所時空標準研究室, 主任研究員 (50359030)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード光トラップ / レーザー冷却 / 蒸発冷却 / 極低温原子混合系 / 冷却分子
研究実績の概要

本研究は、アルカリ原子とアルカリ土類原子Srの同時量子縮退実現を目指すため、ハイブリッド光トラップを行うことや、その後の冷却分子研究について理論面からも研究を行うことを目的としている。
689nmのレーザー冷却のために、レーザーの周波数安定化の改善を行った。しかし、真空についての不具合もあり、現在改善中である。
Sr用のレーザー光の周波数安定化に必要なガルバノセルについて、準安定状態でFM分光を行った。バッファガス圧力と気体種類や混合比を調節することで、JILAでは見れなかった3P0-3S1, 3P1-3S1のホローカソードランプ分光に初めて成功した。これらにより、497 nmのリポンプ遷移から逸脱した場合でも、リポンプのサイクルに戻すことができる。準安定状態からのリポンプ遷移の直接的な周波数安定化を行うことができる。
また、応用である電子EDM探索についても、アルカリ原子とアルカリ土類原子Srから成るFrSr分子について発表し、その基礎となるFrについて学会発表や論文発表を行った。Frについては、インドのSahoo先生との国際共同研究により、光トラップ中でのアナポールモーメントの測定方法について研究を発展させ、磁場揺らぎの影響をキャンセルする方法について、論文発表を行った。また、標準模型を超える新物理への感度についても評価し、論文発表を行った。こららは、光トラップの元となる光シフトの応用例であり、原子で光シフトの精密分光を行うことで、TeVスケールの物理が探索できることを示したことは、基礎物理学上、意義は極めて大きい。
分担者の梶田氏は、窒素分子イオン、酸素分子イオンの振動回転遷移周波数の到達可能な精度について解析し論文にまとめた。両者はこれまでの原子時計を上回る確度を得る可能性がある。その一方で、微小原子時計の周波数安定度を与えるための条件を解析し、論文にまとめた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Physical Research Laboratory(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Physical Research Laboratory
  • [雑誌論文] Parity-nonconserving interaction induced light shifts in the 7S1/2 - 6D3/2 transition of the ultracold 210Fr atoms to probe new physics beyond the standard model2017

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B

      巻: 123 ページ: 120-1-11

    • DOI

      10.1007/s00340-017-6673-3

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase-coherent transfer and retrieval of terahertz frequency standard over 20 km optical fiber with 4 x 10-18 accuracy2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Nagano, Motohiro Kumagai, Hiroyuki Ito, Masatoshi Kajita and Yuko Hanado
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 10 ページ: 012502-1-4

    • DOI

      10.7567/APEX.10.012502

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-step pulse observation to improve resonance contrast for coherent population trapping atomic clock2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Yano Email author , Shigeyoshi Goka, Masatoshi Kajita
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B

      巻: 123 ページ: 67-1-8

    • DOI

      10.1007/s00340-017-6650-x

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Accuracy estimation of the 16O2+ transition frequencies targeting the search for the variation in the proton-electron mass ratio2017

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

      Phys. Rev. A

      巻: 95 ページ: 023418-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.95.023418

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light shifts induced by nuclear spin-dependent parity-nonconserving transitions of ultracold Fr for detection of nuclear anapole moment2016

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
    • 雑誌名

      Asian J. Phys.

      巻: 25 ページ: 1247-1258

    • DOI

      http://asianjournalofphysics.in/content2/vol-25-2016/vol-25-no-10

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 精密周波数測定によるアナポールモーメントの検出方法2016

    • 著者名/発表者名
      青木貴稔, 鳥井寿夫,Sahoo Bijaya Kumar, Das Bhanu Pratap, 原田健一, 早水友洋, 坂本幸祐, 川村広和, 井上壮志, 内山愛子, 伊藤沙希, 田中香津生, 伊藤正俊, 畠山 温, 酒見泰寛
    • 雑誌名

      電子回路研究会

      巻: 16 ページ: ECT-016-067-1-4

    • DOI

      https://www.ieej-ect.org/ect/ectp/2016/p16-09-12.html

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of variation in (mp/me) from the frequency difference between the 15N2+ and 87Sr transitions2016

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

      Appl. Phys. B

      巻: 122 ページ: 203-1-5

    • DOI

      10.1007/s00340-016-6479-8

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prospect of molecular clocks2016

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

      Asian J. Phys.

      巻: 25 ページ: 1051-1059

    • DOI

      http://asianjournalofphysics.in/content2/vol-25-2016/vol-25-no-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 冷却原子を用いた電気双極子能率探索のための光双極子力トラップ装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      坂本幸祐, 原田健一, U. Dammalapati, 内山愛子, 伊藤沙希, 伊藤正俊, 井上壮志, 川村広和, 田中香津生, 吉岡里紗, 青木貴稔, 畠山温, 酒見泰寛
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 (大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 電子の永久電気双極子能率探索のための冷却ルビジウム共存磁力計に向けた85Rb, 87Rbの同時磁気光学トラップ2017

    • 著者名/発表者名
      内山愛子, 原田健一, 坂本幸祐, U. Dammalapati, 井上壮志, 伊藤沙希, 伊藤正俊, 川村広和, 田中香津生, 吉岡里紗, 青木貴稔, 畠山温, 高橋義朗, 酒見泰寛
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 (大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] 陽子ー電子質量比変化の観測を目指したO2+遷移周波数の確度見積もり2017

    • 著者名/発表者名
      梶田雅稔
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Toward a search for the electron EDM using laser-cooled francium2017

    • 著者名/発表者名
      H, Kawamura, K. Harada, T. Inoue, S. Ito, M. Itoh, K. Sakamoto, K. S. Tanaka, A. Uchiyama, U. Dammalapati, R. Yoshioka, Y, Sakemi, T. Aoki, K. Asahi, A. Yoshimi, A. Hatakeyama
    • 学会等名
      9th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2017)
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市西京区)
    • 年月日
      2017-01-09 – 2017-01-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise measurement of N2+ vibrational transition frequency - toward the test of variation in mp/me2017

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kajita
    • 学会等名
      9th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2017)
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市西京区)
    • 年月日
      2017-01-09 – 2017-01-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Parity-nonconserving interaction induced light shifts of ultracold 210Fr atoms: Anapole moment2017

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. S. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
    • 学会等名
      9th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2017)
    • 発表場所
      京都大学 (京都府京都市西京区)
    • 年月日
      2017-01-09 – 2017-01-09
    • 国際学会
  • [学会発表] 光トラップ中の冷却分子を用いた電子EDM探索2016

    • 著者名/発表者名
      青木貴稔、熊井翔、征矢直記、早川悠介、長澤仁、鳥井寿夫、原田健一,早水友洋,川村広和,井上壮志,内山愛子, 伊藤正俊,酒見泰寛,古川武,畠山温,畑中吉治,吉田英智,今井憲一,村上哲也,清水康弘,若狭智嗣,阿部穣里、筒井隆史, 渡邊紗希, G. Gopakumar、波田雅彦、梶田雅稔
    • 学会等名
      EMデバイス・システムの新技術調査専門委員会 超精密周波数計測、比較を目指す未来型回路技術調査専門委員会 合同委員会
    • 発表場所
      登別市民会館 (北海道登別市)
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 同種核二原子分子の振動遷移周波数精密計測2016

    • 著者名/発表者名
      梶田雅稔
    • 学会等名
      EMデバイス・システムの新技術調査専門委員会 超精密周波数計測、比較を目指す未来型回路技術調査専門委員会 合同委員会
    • 発表場所
      登別市民会館(北海道登別市)
    • 年月日
      2016-12-01 – 2016-12-02
  • [学会発表] Parity-nonconserving interaction induced light shifts of ultracold 210Fr atoms2016

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. S. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
    • 学会等名
      Seminar in Budker group
    • 発表場所
      マインツ(ドイツ)
    • 年月日
      2016-11-23 – 2016-11-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Prospect of molecular clocks2016

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kajita
    • 学会等名
      Workshop "Current Trend and Future Directions in Relativistic Many Electron Theories"
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ホローカソードランプを用いた準安定Sr原子のドップラーフリー分光2016

    • 著者名/発表者名
      早川悠介, 青木貴稔, 鳥井寿夫
    • 学会等名
      日本物理学会 秋の分科会
    • 発表場所
      金沢大学 (石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 15N2+と87Srの遷移周波数差による陽子-電子質量比変化の高感度検出2016

    • 著者名/発表者名
      梶田雅稔
    • 学会等名
      日本物理学会 秋の分科会
    • 発表場所
      金沢大学 (石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 精密周波数測定によるアナポールモーメントの検出方法2016

    • 著者名/発表者名
      青木貴稔、鳥井寿夫, Sahoo Bijaya Kumar, Das Bhanu Pratap, 原田健一, 早水友洋, 坂本幸祐, 川村広和, 井上壮志, 内山愛子, 伊藤沙希, 田中香津生, 伊藤正俊, 畠山温, 酒見泰寛
    • 学会等名
      電気学会 電子回路研究会
    • 発表場所
      情報通信研究機構(東京都小金井市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 周波数精密計測が現代物理に与える役割2016

    • 著者名/発表者名
      梶田雅稔
    • 学会等名
      電気学会 電子回路研究会
    • 発表場所
      情報通信研究機構(東京都小金井市)
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-12
  • [学会発表] Precise measurement of N2+ vibrational transition frequencies2016

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Kajita
    • 学会等名
      European Conference on Trapped Ions (ECTI)
    • 発表場所
      アローザ(スイス)
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Light shifts induced by atomic parity nonconserving transitions in ultracold Fr for probing physics beyond the Standard Model2016

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. S. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
    • 学会等名
      XIIth RENCONTRES DU VIETNAM, High Sensitivity Experiments Beyond the Standard Model
    • 発表場所
      クイニョン(ベトナム)
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-07
    • 国際学会
  • [学会発表] A method to measure the nuclear anapole moment using ultracold Fr2016

    • 著者名/発表者名
      T. Aoki, Y. Torii, B. K. Sahoo, B. P. Das, K. Harada, T. Hayamizu, K. Sakamoto, H. Kawamura, T. Inoue, A. Uchiyama, S. Ito, R. Yoshioka, K. S. Tanaka, M. Itoh, A. Hatakeyama, and Y. Sakemi
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Atomic Physics (ICAP2016)
    • 発表場所
      ソウル(韓国)
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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