極低温原子分子の超高速コヒーレント制御

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本研究は、超短レーザーパルスを用いた極低温原子の光会合を利用して極低温分子を実現するために、我々がこれまでに開発してきた分子振動波束の精密観測制御手法(Science2006 ; PRL2009 ; PRL2006 ; PRL2003 ; PRA2007)と、適応学習制御システムによって駆動するパルスシェーパーを組み合わせる新たな方法論を開発することを目的としている。21年度までに、波長可変フェムト秒超短パルスレーザー、Rb原子の磁気光学トラップ(MOT)、およびRb2分子のレーザーイオン化検出を組み合わせた装置を開発し、これを用いて、狭帯域レーザーによる電子励起状態のRb_2分子の生成をMOTからの蛍光強度の現象(トラップロス)によって確認した。さらに、自発発光によって電子基底状態に生成したRb2分子を、イオン化によって確認している。22年度は、整形したフェムト秒レーザーパルスによる電子励起状態のRb_2分子の生成をイオン化によって確認するとともに、生成したRb_2分子と整形したフェムト秒レーザーパルスとの間の過渡的なコヒーレント相互作用を制御することに成功した。さらに、このRb_2分子の振動波動関数を、非共鳴の高強度赤外フェムト秒パルスによって書換え、電子基底状態への遷移確率を増大させることを試みたが、まだ成功していない。今後も引き続き本研究課題で開発した研究手法を用いて、電子基底状態の極低温Rb_2分子の生成を目指した研究を継続する予定である。