2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13640403
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高橋 義朗 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40226907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊倉 光孝 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30324601)
薮崎 努 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60026127)
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| Keywords | レーザー冷却 / ボース・アインシュタイン凝縮 / 光トラップ / Yb原子 / フェルミ縮退 / BCS / 蒸発冷却 / 量子統計 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、レーザー冷却した希土類のイッテルビウム(Yb)原子を光トラップし、ボース・アインシュタイン凝縮やフェルミ縮退およびその混合系といった量子縮退状態を実現し、その量子統計的振舞いを詳しく調べることである。また、フェルミ粒子の同位体に対しては、異なるスピン状態がクーパー対をなしたBCS状態も実現させその特異な性質を明らかにすることである。これまでYb原子の高密度光トラップに成功していたが、本年度の研究実績としては、さらに蒸発冷却により位相空間密度を0.06にまで上昇させることができた。これは、光トラップの配置を水平面内で交差させる交差型光トラップから、鉛直面内で交差させるタイプに改良することで、重力を利用した蒸発が行えるようになったためである。今後、さらに蒸発冷却を最適化することで量子縮退領域に到達したいと考えている。そのためには、Yb原子間相互作用、とくに散乱長とp波遠心力障壁の情報が必要不可欠である。そこで光トラップされたYb原子を用いて光結合分光の実験を行った。高密度の冷却Yb原子集団に赤方離調した光を入射することで、共鳴的に励起状態のYb_2準分子を生成させることに成功し、励起準分子の振動準位を反映した100本近い共鳴スペクトルを観測することに初めて成功した。また、この振舞いから散乱長が導出できることを見出し、現在それを行っている。また、光トラップ中の蒸発冷却等の振舞いを実時間で時間発展を追うことのできる位相コントラストイメージング法をYb原子にはじめて適用しその有効性を確認することができた。
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