光格子共存磁力計を用いたフランシウム原子による電子の永久電気双極子能率探索

使用光学晶格共存磁力计寻找钫原子电子的永久电偶极子效率

• 批准号: 16J01466
• 负责人: 内山 愛子
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01466/
• 关键词: レーザー冷却; EDM; 共存磁力計; 光格子; 実験核物理

本研究では、電子の電気双極子能率(EDM)をフランシウム(Fr)原子を用いて探索するための高精度探索技術の確立を目指して研究を行った。電子EDMは時間反転対称性や空間反転対称性の破れを表す物理量であるためその大きさは極めて小さいが、重い原子においてはその効果が増幅されることが分かっている。そこで本研究では、Fr原子EDMを高精度に測定するために用いる共存磁力計の開発を行った。Fr原子EDMを測定するためには、原子に電場を印加した場合のエネルギー変化を測定するが、この際に原子を保持するための光格子と量子化軸を定めるために印加する静磁場によっても原子にエネルギー変化が生じるため、これらの変動を抑制すると同時に精密に測定することが重要となる。そこで、Fr原子とともにEDM増幅率の小さいルビジウム(Rb)原子を同時に光格子中に捕獲し静磁場や光格子の変動を測定する光格子共存磁力計の開発を行った。平成29年度までに1台の光源と電気光学変調器を用いて二核種のRb原子を磁気光学トラップ(MOT)により効率よく捕獲することに成功しており、今年度は二核種MOT中の原子を核種ごとにイメージングするため、光源を2台に増強させたうえで吸収イメージングを行った。これにより、トラップ中の原子を核種ごとにイメージングできただけでなく、それぞれの各種の温度測定を行うことができた。また、MOTによって冷却された原子を用いた磁場観測を行った。MOTによって冷却された原子を磁場中で光ポンピングすると、原子はスピン歳差運動を行う。原子がスピン歳差運動することで、屈折率が変化する。原子にプローブ光を照射し透過光の偏光面の時間変化を観測することで、Rb原子のそれぞれの核種と二核種同時での測定をそれぞれ成功させることができた。以上のように、共存磁力計開発で重要となる原理検証を完了させることができた。

This study is aimed at exploring the application of electron dipole energy (EDM) and establishing a high-precision exploration technology. The electron EDM is time-symmetric and space-symmetric, and the physical quantity is time-symmetric and space-symmetric. In this paper, we study the development of high precision measurement of Fr atom EDM by blue shift magnetometer. Fr atomic field measurement The optical lattice blue-shift magnetometer is used to measure the static magnetic field and the motion of the optical lattice simultaneously. In 2009, one set of light source and electro-optical modulator was successfully used to capture Rb atoms in two nuclides, and two sets of light source and electro-optical modulator were successfully used to capture Rb atoms in two nuclides. This year, two sets of light source and electro-optical modulator were used to increase the intensity of absorption. All kinds of atomic nuclides in the atmosphere are measured. MOT is used to measure the magnetic field. MOT is a cooling system for atoms in a magnetic field. The atom has a different motion, and the refractive ratio has changed. The time variation of the polarized plane of the transmitted light irradiated by the atom and Rb atom was successfully determined. The principle of blue shift magnetometer development is very important.

项目成果

Development of a dual isotope rubidium co-magnetometer toward electron EDM search using laser cooled francium

开发双同位素铷共磁强计，使用激光冷却钫进行电子 EDM 搜索

• 发表时间: 2016
• 作者: A. Uchiyama;K. Harada;K. Sakamoto;T. Inoue;S. Ito;M. Itoh;H. Kawamura;K. S. Tanaka;U. Dammalapati;R. Yoshioka and Y. Sakemi
• 通讯作者: R. Yoshioka and Y. Sakemi

Frequency Measurement of Tellurium Lines Near Calcium

钙附近碲线的频率测量

• DOI: 10.7566/jpsj.86.124301
• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: 川村広和;井上壮志;Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）
• 通讯作者: Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）

Dual isotope transfer in a double magneto-optical trap system for cooled rubidium co-magnetometer toward search for electron electric dipole moment

用于冷却铷共磁强计的双磁光陷阱系统中的双同位素转移以寻找电子电偶极矩

• 发表时间: 2018
• 作者: A. Uchiyama;K. Harada;K. Sakamoto;T. Inoue;S. Ito;M. Itoh;H. Kawamura;K. S. Tanaka;U. Dammalapati;R. Yoshioka and Y. Sakemi
• 通讯作者: R. Yoshioka and Y. Sakemi

電子の永久電気双極子能率探索に向けた冷却85Rb, 87Rb原子の同時スピン緩和時間測定

同时测量冷却的 85Rb 和 87Rb 原子的自旋弛豫时间，以寻找电子的永久电偶极子效率

• 发表时间: 2018
• 作者: 内山愛子;原田健一;坂本幸祐;伊藤沙希;伊藤正俊;井上壮志;川村広和;田中香津生;U. Dammalapati;吉岡里紗;青木貴稔;畠山温;高橋義朗;酒見泰寛
• 通讯作者: 酒見泰寛

電子EDM探索に向けた冷却不安定原子生成の研究

用于电子电火花勘探的冷不稳定原子生成研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 川村広和;井上壮志;Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）;Umakanth Dammalapati et al.（全14名中10番目）;Kazufumi Ninomiya et al.（全22名中8番目）;M. Itoh et al.（全13名中11番目）;川村広和他;H. Kawamura et al.;川村広和他
• 通讯作者: 川村広和他