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イッテルビウム原子量子気体顕微鏡による次世代量子シミュレーターの開発

使用镱原子量子气体显微镜开发下一代量子模拟器

基本信息

批准号：
13J00122
负责人：
山本隆太
金额：
$ 1.15万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00122/
关键词：
原子・分子量子エレクトロニクス冷却原子光格子分光

项目摘要

本課題では、アルカリ土類型原子であるイッテルビウム（Ｙｂ）原子を用いた量子気体顕微鏡の実現、さらには実現した量子気体顕微鏡を活用し、ハバードモデルに従う量子多体系の局所的な性質を観測、解明していくことが目的である。ここで、量子気体顕微鏡とは、冷却原子系において極めて重要な技術である光格子中の原子を直接観測する技術である。この量子気体顕微鏡を実現するためには、光格子の格子間隔が光の波長程度（～100nm）であるため、光の波長程度の分解能が必要であり、さらに光格子中の単一原子を観測するため、高感度なイメージング系を構築する必要がある。この難題を解決するために私は、開口数の大きな対物レンズの焦点位置および傾きを注意深く調整することで高分解能なイメージング系を実現し、さらに極めて深い二次元光格子中にボース同位体である174Yb原子を導入させた上で発光イメージングを行うことで、単一原子を観測可能なイメージング系を構築することに成功した。実際に私は光格子の単一格子中の174Yb原子の観測に成功した。さらに、同一のサンプルに対して複数枚のイメージを得ることで、174Yb原子がイメージング中にほぼ動いていないことを確認した。これらの結果は、174Yb原子を用いた量子気体顕微鏡が実現したことを意味している。さらにこのイメージング系とYb原子の重要な特徴である超狭線幅（1S0→3P2）の分光を組み合わせることで、光格子中のYb原子の局所的な操作に試みた。具体的には磁場勾配により、3P2(mJ≠0)状態に対して空間的なポテンシャル勾配を印可し、超高分解能分光を行った。その結果、二次元光格子中でほぼ一列に並んだ174Yb原子サンプルを用意することに成功した。これによって、本課題における目的であるハバードモデルに従う量子多体系の局所的な性質の観測、研究が可能となった。

In this project, the soil type atom (Yb) atom uses the quantum body micrometer to detect the quantum body, the quantum body microphone, the quantum body microphone, the quantum multi-system bureau, the quantum multi-system bureau, and the quantum multi-system bureau. The atoms in the optical lattice, the atoms in the optical lattice. The quantum micrometer shows that the optical lattice is sensitive, the optical lattice (~ 100nm) is sensitive, and the decomposition of optical wavelength is necessary, and the sensitivity of one atom in the optical lattice is very sensitive. In order to solve the problem, the number of openings is very large, and the focus position of the device is very large. Pay attention to the fact that the high decomposition energy is very important in the binary optical lattice. in the binary optical lattice, the 174Yb atom is introduced into the binary optical lattice. It is possible that one atom may be successful. 174Yb atoms in an international optical grid are successful. In the same environment, you can copy several copies of the data, and the 174Yb atom will make a copy of the data. In this file, you will need to confirm the error. The results show that the 174Yb atom uses a quantum micrometer to show that it means that it is not true. This is an important part of the system of Yb atoms. It is a very narrow band (1S0 narrow 3P2). It is used in the optical lattice for the operation of the Yb atom bureau. The specific magnetic field matching system, the 3P2 (mJ ≠ 0) status of the operating system space, and the ultra-high decomposition energy spectrum can be printed. The result of the experiment, a list of elements in the two-dimensional optical lattice, and the intention of the 174Yb atom to show success. The purpose of this project is to improve the performance of the Quantum Multi-system Bureau, and to study the possible problems.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-Sensitivity In situ Fluorescence Imaging of Ytterbium Atoms in a Two-Dimensional Optical Lattice with Dual Optical Molasses

使用双光学糖蜜对二维光学晶格中镱原子进行高灵敏度原位荧光成像

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
Journal of the Physical Society of Japan
影响因子：
1.7
作者：
Kosuke Shibata;Ryuta Yamamoto;and Yoshiro Takahashi
通讯作者：
and Yoshiro Takahashi

低次元171Yb-174Yb混合気体の高感度観測

低维171Yb-174Yb气体混合物的高灵敏度观测

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Fujitsuka;D. W. Cho;S. Tojo;J. Choi;H.-H. Huang;J.-S. Yang;and T. Majima;K.-I. Yoshikawa;下村昂平・田浦大輔・逢坂直樹・八島栄次;山本隆太，柴田康介，関友宇，久野拓馬，山田琢允，高橋義朗
通讯作者：
山本隆太，柴田康介，関友宇，久野拓馬，山田琢允，高橋義朗

一般社団人日本物理学会第2回(2013秋季大会)領域1学生プレゼンテーション賞

第二届日本物理学会年会（2013 年秋季会议）1 区学生展示奖