スピンの量子非破壊測定によるスピンと光の非古典的状態の生成

通过自旋的非量子破坏性测量产生自旋和光的非经典态

• 批准号: 03J05492
• 负责人: 竹内 誠
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J05492/
• 关键词: スピン; イッテルビウム; レーザー冷却; 注入同期; 紫外半導体レーザー; ポラリメーター; 原子線; 磁気光学トラップ; 波長399nm; スピンスクイジング; 1軸ひねり; 量子非破壊測定; スクイジング; エンタングルメント; 光ポンピング; 量子雑音

昨年度にイッテルビウム原子(Yb)の原子ビームでのスピンの量子雑音の測定に成功した結果を、投稿論文としてまとめた(現在査読中である)。今年度は冷却原子のスピンの量子雑音の測定、さらには量子非破壊測定に向けて、新たにの磁気光学トラップ(MOT)装置を製作した。光源として、紫外半導体レーザーを回折格子で周波数安定化させた外部共振器半導体レーザーをマスターとし、2個の紫外半導体レーザーをスレーブとして注入同期し、レーザー冷却に十分な紫外光を得ることができた。真空槽として、既存の原子ビーム装置にゼーマン減速領域を追加し、MOT領域には光学的アクセスに有利なガラスセルを使用した。これらを用い、半導体レーザーを用いたYb原子のMOTに成功した。このシステムは、Yb原子のレーザー冷却装置としてはコンパクトかつ安価という特徴がある。そして、MOTから解放後に光ポンピングを介してスピン偏極し、その状態をファラデー回転で測定した。解析の結果、ほぼ完全に偏極されたと見積もられた。Yb原子は電子スピン0で核スピンのみを保有するのでスピン偏極を保持しやすいと期待されるが、期待通りの結果を得ることができた。この最新の結果も含めて、本研究で行ってきた、スピン偏極Yb原子によるファラデー回転を投稿論文としてまとめた。本研究によって、Yb原子がレーザー冷却可能な上、高いスピン偏極を保持できることが明らかになったが、スピンに関する基礎物理にYb原子が採用されることが期待される。さらに、これまで続けてきたファラデー回転をパルス的に測定するポラリメーターの開発を完了し、投稿論文としてまとめた。

The results of successful quantum acoustic measurements of Yb atoms in the past year were presented in the paper (now available). This year, the quantum acoustic measurement of cooled atoms, the quantum non-destructive measurement, and the new magnetic optical device (MOT) were fabricated. Light source, ultraviolet semiconductor, frequency stabilizer, two ultraviolet semiconductor, frequency stabilizer Vacuum tank, existing atomic device, deceleration field, MOT field, optical device, advantageous device, etc. The MOT of Yb atoms was successfully used in semiconductor. Yb atom cooling device is characterized by high temperature and high humidity. After the liberation of MOT, the status of MOT was determined. The result of the analysis is that there is a complete polarization. Yb atoms are expected to pass through the nuclear system. The most recent results include: In this study, Yb atoms are cooled down and polarized to maintain the basic physics of Yb atoms. In addition, the paper will be submitted to the Ministry of Foreign Affairs for approval.

项目成果

Spin Squeezing via One-Axis Twisting with Coherent Light

• DOI: 10.1103/physrevlett.94.023003
• 发表时间: 2004-10
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: M.Takeuchi;S.Ichihara;T.Takano;M.Kumakura;T.Yabuzaki;Y.Takahashi

Paramagnetic Faraday rotation with spin-polarized ytterbium atoms

自旋极化镱原子的顺磁法拉第旋转

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Physics B 83(1)
• 作者: 竹内誠;高野哲至;市原直;高須洋介;熊倉光孝;藪崎務;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

Fast polarimetry system for the application to spin quantum non-demolition measurement

快速旋光系统在自旋量子非破坏测量中的应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Physics B 83・1
• 作者: N.Mogami;S.Lin;T.Narita;Y.Maki;T.Yamamoto;T.Dobashi;M.Kumakura et al.;M.Takeuchi et al.
• 通讯作者: M.Takeuchi et al.