スピン自由度を持った超低温極性分子が拓く異方的長距離相互作用の物理

由具有自旋自由度的超冷极性分子开发的各向异性长程相互作用物理学

• 批准号: 11J00690
• 负责人: 原 秀明
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00690/
• 关键词: レーザー冷却; 量子光学; 量子縮退気体

本研究の目的は、極性分子YbLiを用いてLattice-Spin Mode1を実現し、量子スピン系の物理を研究することである。そのために、量子縮退領域にまで冷却されたYbとLiの原子混合系を光格子に導入してから、フェッシュバッハ共鳴と誘導ラマン遷移を用いて振動回転基底状態のYbLi分子を生成する。前年度までにYbとLiの量子縮退混合系を実現していたが、光格子実験が可能になるようにセットアップを再設計し、光学系を再構築した。光格子は、Lattice-Spin Modelの実現にはもちろん必要だが、その他に、基底状態YbLi分子が衝突によりYb2Li2分子へ遷移してしまう可能性を排除するためにも必要である。すなわち、光格子の各サイトにYb原子とLi原子を1個ずつ配置してからYbLi分子を生成するという手法を採る。実験では、波長1064nmのレーザーを用いて、3次元光格子を構築した。まずYb BEC(単体)を光格子にロードして、浅い光格子で多重物質波干渉を確認し、深い光格子で干渉縞が消失することも確認した。さらに、Li原子を混合した時に、物質波干渉の可干渉性がわずかに低下することを観測した。また、光格子に原子をロードした段階では中心付近のサイトで多重占有になってしまい、各サイトにYb、Li原子が1個ずつ配置されない。そこで、Yb原子に対して1光子光会合を用い、奇数占有数のサイトでは原子を1個だけ残し、偶数占有数のサイトではすべての原子をトラップから逃がすことで、光格子の各サイトを占有数0または1のいずれかにすることに成功した。フェッシュバッハ共鳴に関しては、基底状態Yb-Li間では共鳴幅が非常に細く、実験で観測することが非常に難しいため、準安定状態3P2のYbと基底状態Li間での、異方性誘起フェッシュバッハ共鳴の実現可能性を考えた。そのための取り組みとして、3P2状態Ybの波長1μmの光トラップでのライトシフトを測定し、トラップ可能な状態が存在することを明らかにした。

Purpose this study の は, polar molecules YbLi を with い て Lattice - Spin Mode1 を be し now, quantum ス ピ ン す の を physics study る こ と で あ る. そ の た め に, quantum retreat に ま で cooling さ れ た Yb と Li の atomic hybrid systems を light grid に import し て か ら, フ ェ ッ シ ュ バ ッ ハ resonance induced ラ と マ ン migration を with い て vibration back planning base state の YbLi molecular を generated す る. Before the annual ま で に Yb と Li の retreat hybrid quantum system を be presently し て い た が, light grid be 験 が may に な る よ う に セ ッ ト ア ッ プ を を to build department of redesign し, light し た. Light は, Lattice grid - Spin Model の be presently に は も ち ろ ん necessary だ が, そ の he に, basal state YbLi molecular が conflict に よ り Yb2Li2 molecular へ migration し て し ま う を ruled out す る た め に も necessary で あ る. す な わ ち, light grid の サ イ ト に Yb と Li atoms を 1 ず つ configuration し て か ら を YbLi molecules generated す る と い う gimmick を る. The scale is で レ, wavelength 1064nm, レ, ザ, を, and <s:1> are constructed using て て and three-dimensional optical lattice を to build た. ま ず Yb BEC (単) を light grid に ロ ー ド し て, shallow い light grid で multiple dry matter waves involved を confirm し で dry, deep い light grid involved stripe が disappear す る こ と も confirm し た. さ ら に, Li atom を mixed し た when に, dry matter waves involved の can dry involved sexual が わ ず か に low す る こ と を 観 measuring し た. ま た, light grid に atomic を ロ ー ド し た Duan Jie で は center pay nearly の サ イ ト で multiple occupies に な っ て し ま い, various サ イ ト に Yb, Li atom が 1 ず つ configuration さ れ な い. そ こ で, Yb atoms に し seaborne て meet 1 photon light を い, odd number の サ イ ト で は atomic を 1 だ け し residue, the even number の サ イ ト で は す べ て の atomic を ト ラ ッ プ か ら fled が す こ と で, light grid の サ イ ト を number 0 ま た は 1 の い ず れ か に す る こ と に successful し た. フ ェ ッ シ ュ バ ッ ハ resonance に masato し て は, basal status between Yb - Li で は resonance amplitude が very fine に く, be 験 で す 観 test る こ と が very に difficult し い た め, quasi stable state 3 p2 の Yb と basal status between Li で の, different parties induced フ ェ ッ シ ュ バ ッ ハ resonance の possibility be now を exam え た. そ の た め の group take り み と し て Yb, 3 p2 state light 1 mu m の の wavelengths ト ラ ッ プ で の ラ イ ト シ フ ト を し, ト ラ ッ プ may exist が す な state る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Quantum simulatin of doped superconductors using ultracold Yb-Li mixtures

使用超冷 Yb-Li 混合物进行掺杂超导体的量子模拟

• 发表时间: 2012
• 作者: 中島秀太;原秀明;小西秀樹;高須洋介;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

冷却Yb-Li原子混合系の光格子の開発

冷却Yb-Li原子混合物系统光学晶格的研制

• 发表时间: 2013
• 作者: Hideaki Hara;Yosuke Takasu;Yoshifumi Yamaoka;John M.Doyle;Yoshiro Takahashi;高橋義朗;Yoshiro Takahashi;Yoshiro Takahashi;高橋義朗;Yoshiro Takahashi;Yoshiro Takahashi;渡邉俊介，田家慎太郎，中村悠介，高須洋介，高橋義朗;関友宇，井上遼太郎，並木亮，北尾太市，高橋義朗;小西秀樹，原秀明，中島秀太，高須洋介，高橋義朗
• 通讯作者: 小西秀樹，原秀明，中島秀太，高須洋介，高橋義朗

Towards Anderson-Hubbard Quantum Simulator Using Quantum Degenerate Yb-Li Mixtures in an Optical Lattice

迈向在光学晶格中使用量子简并 Yb-Li 混合物的 Anderson-Hubbard 量子模拟器

• 发表时间: 2012
• 作者: 小西秀樹;原秀明;中島秀太;高須洋介;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗

Ultracold Yb-Li Atomic Mixtures in an Optical Lattice : Towards Realization of a Quantum Simulator for Impurity Problems

光学晶格中的超冷 Yb-Li 原子混合物: 实现杂质问题的量子模拟器

• 发表时间: 2012
• 作者: H.Konishi;H.Hara;S.Nakajima Y.Takasu;Y.
• 通讯作者: Y.

Ultracold Yb-Li Atomic Mixtures Towards Realization of a Quantum Simulator for Impurity Problems

超冷镱锂原子混合物实现杂质问题的量子模拟器

• 发表时间: 2011
• 作者: 中島秀太;原秀明;小西秀樹;高須洋介;高橋義朗
• 通讯作者: 高橋義朗