光格子中の量子縮退混合系を用いたアンダーソン・ハバード量子シミュレータの実現

使用光晶格中的量子简并混合系统实现安德森-哈伯德量子模拟器

• 批准号: 13J00931
• 负责人: 小西 秀樹
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00931/
• 关键词: 冷却原子; 量子縮退気体; 光格子

光格子中のイッテルビウム（Yb）-リチウム（Li）混合系を用いた不純物系の量子シミュレーションを実現する上で重要なのが、Yb-Li間のフェッシュバッハ共鳴による原子間相互作用の制御である。しかし、基底状態同士のフェッシュバッハ共鳴は1kG付近の非常に高磁場に位置するうえ、幅が数mG以下と非常に狭いことが理論的に予測されている。そこで我々はYbのもつ準安定な電子励起状態である3P2状態と基底状態Li間のフェッシュバッハ共鳴に着目している。本年度はこのYb(3P2)-Li間フェッシュバッハ共鳴観測に向けて、Yb(3P2)-Liの非弾性衝突特性を詳細に調べた。実験は以下の様な手順で行った。まずYb-Liの量子縮退混合系を用意し、波長532nmのレーザーで作る光格子に断熱的に導入し、Ybのモット絶縁体を作る。このとき光格子はYbがモット絶縁体として格子点に局在するような深さであるが、Liは格子点に留まることなく3次元的な気体となっている。Ybのモット絶縁体に対して3P2分光を行うと、格子点の占有数に対応した周波数のシフトが観測される。これは1S0-3P2遷移が超狭線幅遷移であり、格子点中の原子間相互作用に比べて線幅が十分狭いためである。占有数1のYb原子を励起し、保持時間後に残った3P2原子を測定する。このように光格子中で測定を行うことにより、3P2-3P2や3P2-1S0の衝突を排し、測定したいYb(3P2)-Liの衝突だけを観測することができる。Li原子の密度を変えて3P2状態の寿命測定を繰り返し、Yb(3P2)-Liの非弾性衝突係数を決定した。また、この光格子を用いた手法により、格子点の占有数別に2体、3体、4体の非弾性衝突を分離して測定することにも成功した。

It is important to realize the quantum chemistry of impurity systems in the optical lattice system, and the control of atomic interactions between Yb and Li in the resonance system. The resonance is near 1kG and very high magnetic field. The position and amplitude are below several mG and very narrow. The theoretical prediction is correct. In this case, the electron excitation state is 3P2 state, and the resonance state is 1 P2 state. This year, the Yb (3P2)-Li interface was tuned in detail for resonance detection. The following is a summary of the results. Yb is introduced into the lattice at 532nm and Yb is introduced into the lattice at 532nm The light grid Yb is a three-dimensional object. The light grid Yb is a three-dimensional object. Yb's dielectric properties are measured in terms of 3P2 spectral lines and the number of lattice points occupied. 1S0-3 P 2 migration is extremely narrow, and the atomic interactions in lattice points are extremely narrow. The Yb atom with an occupation number of 1 is excited, and the remaining 3P2 atoms after the holding time are measured. In this light grid, the measurement can be carried out, the conflicts between 3P2 - 3P2 and 3P2 - 1S0 can be eliminated, and the conflicts between Yb(3P2)-Li can be measured. The density of Li atoms is changed to determine the lifetime of Yb(3P2)-Li. The number of occupied points in the lattice is 2, 3 and 4.

项目成果

Designing an ultracold Yb-Li mixture with controllable interactions

设计具有可控相互作用的超冷 Yb-Li 混合物

• 发表时间: 2014
• 作者: Florian Shcaefer;Hideki Konishi;Shinya Ueda;Shuta Nakajima;Yosuke Takasu;Yoshiro Takahashi
• 通讯作者: Yoshiro Takahashi

光格子に導入された冷却Yb・L源子混合系の振舞い

引入光学晶格的冷却 Yb/L 源混合系统的行为

• 发表时间: 2014
• 作者: 小西秀樹;原秀明;Florian Schafer;足立景亮;中島秀太;高須洋介;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

光格子に導入された冷却Yb-Li原子混合系の振舞いII

引入光学晶格 II 的冷却 Yb-Li 原子混合系统的行为

• 发表时间: 2014
• 作者: Nishimura Akio;Matsuda Hironori;Tasei Yugo;Asakura Tetsuo;ロジャース有希子 and 岩田忠久;小西秀樹，Florian Schaefer，植田信也，中島秀太，高須洋介，高橋義朗
• 通讯作者: 小西秀樹，Florian Schaefer，植田信也，中島秀太，高須洋介，高橋義朗

準安定3P2状態Yb原子とLi原子間の非弾性衝突

亚稳态3P2态Yb和Li原子之间的非弹性碰撞

• 发表时间: 2016
• 作者: Abe;S.;T. Nakamura;and H. Mitsudera;小西秀樹，Florian Schaefer，植田信也，小野滉貴，高橋義朗
• 通讯作者: 小西秀樹，Florian Schaefer，植田信也，小野滉貴，高橋義朗

A Three-Dimensional Optical Lattice of Ytterbium and Lithium Atomic Gas Mixture

镱锂原子气体混合物的三维光学晶格

• DOI: 10.7566/jpsj.83.014003
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Physical Society of Japan
• 作者: H. Hara;H. Konishi;S. Nakajima;Y. Takasu. and Y. Takahashi
• 通讯作者: Y. Takasu. and Y. Takahashi