光格子中イッテルビウム原子量子気体を用いた量子シミュレーション

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今年度は、まず、174Yb原子BECを1次元光格子に導入し、光格子中にトラップされていた原子に対して瞬間的に光格子を切り、その後一定時間経たのちの原子波の干渉をCCDカメラにより測定し、その画像として、明瞭な干渉パターンを観測することに成功した。これは、超流動状態が実現していることを意味する。さらに、光格子の強度をコントロールすることにより、の超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移を観測することに成功した。さらに、これについてもフェルミ粒子173Yb原子を混合したときの影響を、干渉パターンのVisibilityを測定することにより定量的に調べた。そして、この超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移現象について超狭線幅遷移を利用した高分解能レーザー分光によりプローブすることに成功した。1S0-3P2遷移(507nm)に対しては、特定の磁場と光格子の偏光の方向に対しては、いわゆる、「magic wavelength条件」という基底状態と励起状態のライトシフトが同一となる条件が、532nmの光格子に対しても成立することが分かったので、この条件で、一次元光格子に導入された174Yb原子BECについて、超流動状態から原子数スクイーズド状態への転移について、高分解能レーザー分光により詳細にスペクトルを測定する実験を行い、原子間相互作用を直接観測することに成功した。それだけでなく、さらに、この遷移の光周波数を光周波数コムを用いて正確に決定することに成功した。