原子干渉計におけるデコヒーレンス時間の質量依存性の研究

原子干涉仪退相干时间质量依赖性研究

基本信息

批准号：
20K14482
负责人：
中村圭佑
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、安定同位体であるルビジウム87とルビジウム85を同時にレーザー冷却・光格子トラップし、同じ環境下で原子干渉計を構成し、デコヒーレンス時間の質量依存性を精密検証することで量子重力理論の実験的検証に挑む。研究期間内に、①冷却光源・光学系と周波数安定化機構、②磁気光学トラップ（MOT）用の真空チェンバー及び観測系、③光格子用光源・光学系、④ラムゼー測定用マイクロ波源（あるいは2光子誘導ラマン光源）及びタイミング系・観測系の各種開発・評価、⑤デコヒーレンス時間の測定及び質量依存性の検証、の手順で研究を進める。2020年度は①と②を取り組み、冷却光源を整備するとともに、ルビジウム87及びルビジウム85のそれぞれのMOTに成功した。2021年度は、③と④に取り組み、自作用イッテルビウム添加ファイバ増幅器の部品選定・調達、および、短期安定度10^-11@10秒以上の基準信号源の選定を行った。2022年度は、③と④をさらに進めた。③光格子用光源・光学系の開発・評価イッテルビウム添加ファイバ増幅器を自作し、出力10 Wを達成した。また、光強度安定化回路を自作し、実装した。現在、MOTから光格子へのローディング効率を上げるために系全体の最適化を進めている。④ラムゼー測定用マイクロ波源及びタイミング系・観測系の各種開発・評価短期安定度が10^-12@10秒の基準信号源を調達した。また、長期安定度に優れたルビジウムクロックを、一時的に地下実験室から持ち出しGPS校正を受けられるように、バッテリー内蔵型筐体への組み込みを行った。

在这项研究中，我们将同时对稳定同位素铷87和铷85进行激光冷却和光学捕获，在同一环境下配置原子干涉仪，并精确验证退相干时间的质量依赖性，以研究具有挑战性的实验验证。的理论。研究期间，①冷却光源/光学系统和稳频机构，②磁光陷阱（MOT）真空室和观察系统，③光栅光源/光学系统，④拉姆齐测量微波源（或2 研究将按以下步骤进行：开发和评估各种光子激发拉曼光源、定时系统和观测系统，以及（5）退相干时间的测量和质量依赖性的验证。 2020年度，我们进行了①和②的工作，安装了冷却光源，成功实现了铷87和铷85的MOT。 2021年，我们进行了③、④方面的工作，为国产掺镱光纤放大器选型和采购零部件，选择短期稳定度在10^-11@10秒以上的参考信号源。 2022财年，我们进一步推进了③和④。 ③光栅光源和光学系统的开发与评估我们自制了掺镱光纤放大器，并实现了10W的输出。我们还创建并实现了光强度稳定电路。我们目前正在优化整个系统，以提高从MOT到光学晶格的加载效率。 ④用于拉姆齐测量、授时系统和观测系统的微波源的各种开发和评估采购了短期稳定性为10^-12@10秒的参考信号源。此外，还将具有出色长期稳定性的铷钟装入了内置电池的外壳中，以便可以暂时从地下实验室中取出进行GPS校准。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Quantum sensing of the electron electric dipole moment using ultracold entangled Fr atoms

使用超冷纠缠 Fr 原子对电子电偶极矩进行量子传感

DOI：
10.1088/2058-9565/ac1b6a
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
6.7
作者：
Aoki T;Sreekantham R;Sahoo B K;Arora Bindiya;Kastberg A;Takamine A;Ueno H;Ichikawa Y;Matsuda Y;Haba H;Sakemi Y et al.
通讯作者：
Sakemi Y et al.

フランシウム原子の電子電気双極子能率探索のためのレーザー周波数安定化機構と光伝送系の開発

开发用于寻找钫原子电子和电偶极子效率的激光稳频机构和光传输系统

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村圭佑;永瀬慎太郎;中下輝士;早水友洋;青木貴稔;長濱弘季;小澤直也;佐藤幹;山根風樹;深瀬実来;上原大祐;高峰愛子; 酒見泰寛
通讯作者：
酒見泰寛

フランシウム原子の電子電気双極子能率探索のためのレーザー周波数安定化機構と光伝送系の開発

开发用于寻找钫原子电子和电偶极子效率的激光稳频机构和光传输系统

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
中村圭佑;永瀬慎太郎;中下輝士;早水友洋;青木貴稔;長濱弘季;小澤直也;佐藤幹;山根風樹;深瀬実来;上原大祐;高峰愛子; 酒見泰寛
通讯作者：
酒見泰寛

Development of a Laser Frequency Stabilization and an Optical Transmission System for the Francium Electric Dipole Moment Search

用于钫电偶极矩搜索的激光稳频和光传输系统的开发

DOI：
10.1088/1742-6596/2249/1/012010
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Nakamura; S. Nagase; T. Nakashita; T. Hayamizu; T. Aoki; H. Nagahama; N. Ozawa; M. Sato; K. Yamane; M. Fukase; D. Uehara; A. Takamine;Y. Sakemi
通讯作者：
Y. Sakemi

400-m-Long Polarization-Maintaining Fibers for Magneto-Optical Trapping of Francium Atoms

用于钫原子磁光捕获的 400 米长保偏光纤

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Nakamura; S. Nagase; T. Nakashita; T. Hayamizu; T. Aoki; H. Nagahama; N. Ozawa; M. Sato; K. Yamane; M. Fukase; D. Uehara; A. Takamine;Y. Sakemi
通讯作者：
Y. Sakemi