レーザー冷却された希土類原子のボーズ凝縮・フェルミ縮退の研究

激光冷却稀土原子的玻色凝聚和费米简并性研究

• 批准号: 01J03860
• 负责人: 高須 洋介
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J03860/
• 关键词: イッテルビウム; ボーズ・アインシュタイン凝縮; レーザー冷却; Yb; イッテルビウム原子; 光双極子力トラップ; ポーズ凝縮; 量子縮退

本研究の目的は光双極子力トラップに捕獲されたイッテルビウム(Yb)原子団を用いて全光学的にYb原子のボーズ凝縮およびフェルミ縮退を生成し、またそれらの混合気体を生成することである。原子の量子凝縮のためには、捕獲された原子から高温の原子のみを逃すことで残った原子団を冷却する蒸発冷却と呼ばれる手法が不可欠である。我々は光双極子力トラップ中での蒸発冷却を行い、ボーズ凝縮体の特徴である、トラップから自由落下させた時の非等方的な原子の広がり、および凝縮相と非凝縮相の共存を確認することでYb原子をボーズ凝縮させることに昨年度に成功している。Yb原子の特徴として、多数の安定同位体が存在することがあげられる。このうち、ボゾン同位体については既に実現している^<174>Yb原子のボーズ凝縮実現と同様の手法でボーズ凝縮を実現することができると考えられる。蒸発冷却の終盤では非常に繊細な最適化が必要である。そこで、本年度は^<172>Yb原子と^<176>Yb原子のボーズ凝縮実現を目的として、蒸発冷却の最適化を行った。その結果、特に、^<176>Yb原子の場合は非等方的な原子の広がりらしきものが見えるなど、凝縮寸前まで冷却することに成功した。また、^<172>Yb原子を用いてのフォトアソシエーション分光を試み、フォトアソシエーション共鳴信号を実際に観測することに成功した。また、研究成果を日本物理学会およびレーザー分光国際会議(オーストラリア)、および冷却アルカリ土類研究会(デンマーク)において発表した。

Purpose this study の は light ト bipolar piece ラ ッ プ に capture さ れ た イ ッ テ ル ビ ウ ム (Yb) atomic 団 を with い て of all-optical に Yb atoms の ボ ー ズ condensation お よ び フ ェ ル ミ retreat を generated し, ま た そ れ ら mixed の 気 body を generated す る こ と で あ る. の atomic quantum condensation の た め に は, capture さ れ た atomic か ら high-temperature の atomic の み を fled す こ と で residual っ た atomic 団 を cooling す る steamed 発 cooling と shout ば れ る gimmick が not owe で あ る. I 々 は light ト bipolar piece ラ ッ プ in で の steamed 発 cooling line を い, ボ ー ズ condensation body の, 徴 で あ る, ト ラ ッ プ か ら free falling さ せ た な の not such party when atoms の hiroo が り, お よ び condensation phase と の the condensation phase coexistence を confirm す る こ と で Yb atoms を ボ ー ズ condensation さ せ る こ と に yesterday annual に successful し て い る. The <s:1> characteristics of Yb atoms are と て て, and most <s:1> stable isomers が exist in する が とがあげられる とがあげられる. こ の う ち, ボ ゾ ン with a body に つ い て は に both be presently し て い る ^ < 174 > Yb atoms の ボ ー ズ condensation be と now with others の gimmick で ボ ー ズ condensation を be presently す る こ と が で き る と exam え ら れ る. The final plate of the evaporation cooling disc で で is very に繊 fine な optimizes が necessary である. そ こ で, this year's は ^ < 172 > Yb atoms と ^ < 176 > Yb atoms の ボ ー ズ condensation purpose be presently を と し て, steamed 発 の cooling line optimization を っ た. そ の results, especially に, ^ < 176 > Yb atoms of は の occasions an な の hiroo が り ら し き も の が see え る な ど, condensation inch before ま で す cooling る こ と に successful し た. を ま た, ^ < 172 > Yb atoms with い て の フ ォ ト ア ソ シ エ ー シ ョ ン spectral を み, フ ォ ト ア ソ シ エ ー シ ョ ン resonance signal を be interstate に 観 measuring す る こ と に successful し た. ま た を Japan institute of physics, research results お よ び レ ー ザ ー spectral international conference (オ ー ス ト ラ リ ア), お よ び cooling ア ル カ リ soil type research association (デ ン マ ー ク) に お い て 発 table し た.

项目成果

小森一樹 他: "Injection-Locking of Blue Laser Diodes and Its Application to the Laser cooling of Neutral Ytterbium atoms"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 5059 (2003)

Kazuki Komori 等人：“蓝色激光二极管的注入锁定及其在中性镱原子激光冷却中的应用”日本应用物理学杂志 42. 5059 (2003)。

K.Honda, Y.Takasu, T.Kuwamoto, M.Kumakura, Y.Takahashi, T.Yabuzaki: "Optical dipole force trapping of a fermion-boson mixture of ytterbium isotopes"Physical Review A. 66. 0210001-1-021000-4 (2003)

K.Honda、Y.Takasu、T.Kuwamoto、M.Kumakura、Y.Takahashi、T.Yabuzaki：“镱同位素的费米子-玻色子混合物的光学偶极力捕获”物理评论 A.66。0210001-1-021000

高須洋介 他: "Spin-Singlet Bose-Einstein Condensation of Two electron Atoms"Physical Review Letters. 91. 040404 (2003)

Yosuke Takasu 等人：“两个电子原子的自旋单态玻色-爱因斯坦凝聚”物理评论快报 91. 040404 (2003)。

Y.Takasu, K.Honda, K.Komori, T.Kuwamoto, M.Kumakura, Y.Takahashi, T.Yabuzaki: "High-Density Trapping of Cold Ytterbium Atoms by an Optical Dipole Force"Physical Review Letters. 90,2. 023003-1-023003-4 (2003)

Y.Takasu、K.Honda、K.Komori、T.Kuwamoto、M.Kumakura、Y.Takahashi、T.Yabuzaki：“光学偶极力对冷镱原子的高密度捕获”物理评论快报。