Transcript レーザー冷却と達成温度

課題演習 B6
量子エレクトロニクス
物理第一教室・量子光学研究室
http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/
教授 高橋義朗
助教 高須洋介
助教 吉川豊
[email protected]
理学部 5号館203室
[email protected]
理学部 5号館202室
[email protected]
理学部 5号館201室
TA(大学院生)若干名(予定)
B6のテーマ
「レーザー冷却」
レーザー光で原子を冷やす
レーザー冷却と達成温度
300 K
気体の熱運動
室温
0 ℃=273.15 K
273 K
氷
183 K
世界最低気温
～150 K 高温超伝導
77 K
液体窒素
4.2 K
液体4He
2.7 K
宇宙の温度
2.2 K
液体4Heの
超流動温度
数 mK
液体3Heの
超流動温度
0K
絶対零度
レーザー冷却と達成温度
300 K
気体の熱運動
室温
0 ℃=273.15 K
273 K
氷
183 K
世界最低気温
～150 K 高温超伝導
レーザー冷却された原子
～100 mK (ドップラー冷却)
～100 nK (蒸発冷却)
77 K
液体窒素
4.2 K
液体4He
2.7 K
宇宙の温度
2.2 K
液体4Heの
超流動温度
数 mK
液体3Heの
超流動温度
0K
絶対零度
レーザー冷却されたRb原子(2012年B6)
コイル
CCDカメラの画像
レーザー光
×6本
冷却された
原子集団
冷却された原子集団
温度 ～ 200 mK
ボース・アインシュタイン凝縮
✓ 原子の波動性
高温
原子を冷やすと、波動性が見えてくる（原子
が波としてふるまう）
熱的ド・ブロイ波長
h
D 
 T
mu
熱的ド・ブロイ波長～原子間距離
→ボース・アインシュタイン凝縮
低温
B6用BEC装置の準備
真空装置
レーザー装置
新規実験装置の導入
BEC実現にむけて準備中
B6: 実習内容
< 進め方 >
(1) ゼミ形式での勉強会
光学、量子力学の基礎
レーザー冷却の理論
(2) 実習
「自分達で 」試行錯誤する
光学実験の基礎、技術を体験、
習得
(3) 発表会での発表とレポート提出
近年特に注目を
集めている研究分野です
< 勉強会で学ぶもの >
・光学・光学素子
・光と原子の相互作用
・原子分光学の基礎
・レーザー冷却・捕獲技術
< 2013年度の実習テーマ >
1. 光学素子の使い方
2. Rb原子を用いた
・磁気光学トラップ
・光双極子トラップ 等
（実習前に相談して決定）