著者

田中 実 小野 滉貴 山本 康裕 高橋 義朗

出版者

一般社団法人 日本物理学会

雑誌

日本物理学会誌 (ISSN:00290181)

巻号頁・発行日

vol.77, no.6, pp.355-360, 2022-06-05 (Released:2022-06-05)

参考文献数

15

被引用文献数

1

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素粒子物理学には,いくつかのフロンティアがある.一つは高エネルギーフロンティアで,高エネルギーの状態から新たな素粒子を発見することが主な目的である.CERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)が現在の最高エネルギーの実験装置であり,LHCにおける2012年のヒッグス粒子の発見により,素粒子標準模型に登場するすべての粒子が既知のものとなった.もう一つのフロンティアは高輝度(あるいは高強度)フロンティアで,特定の素粒子を大量に生成し,その性質を詳しく調べることで素粒子の相互作用について解明することを主眼とするものである.日本ではKEKのスーパーBファクトリー実験やJ-PARCにおけるK中間子,ミュー粒子,ニュートリノの実験等がこれにあたる.宇宙も素粒子物理のフロンティアであり,インフレーション理論の検証等が行われ,コスミックフロンティアと呼ばれている.これらに加えて,高精度フロンティアと呼ぶべき研究が近年重要さを増している.例えば,標準模型を越える新しい素粒子模型の多くが予言する,電子の永久電気双極子能率の探索が,原子や分子を対象とした高精度の測定に基づいて行われている.このフロンティアは,原子物理学の発展と密接に関連している.かつてはマクロな数の原子集団の測定によって個々の原子の性質が決定されてきたが,実験技術の進歩とともに,少数の原子を対象とした実験が可能になり,1個の原子やイオンをトラップし,単独原子の孤立状態を実現できるようになった.また,多数の原子の低温の孤立集団も実現されるようになり,ボーズ・アインシュタイン凝縮といった量子的なマクロ状態も観測されている.私たちは,原子スペクトルの同位体シフトを精密に測定することで,標準模型を越える新しい物理の探索を行っている.もし,電子と中性子に結合する新粒子が存在すれば,この粒子が電子・中性子間で交換されることでも同位体シフトが起こる.同位体シフトの実験値と標準模型での理論値を比較すれば,原理的には,この効果を検出できる.しかし,同位体シフトの系統的精密測定が行われているカルシウムやイッテルビウムのような電子多体系のスペクトル計算の不定性は,実験精度に比べてかなり大きい.このため,同位体シフト自体の実験値と理論値の直接的な比較による新物理探索は,単純な原子を除いて現実的ではない.そこで,複数の遷移の同位体シフトが満たす線形関係に注目し,新粒子の効果でこの線形関係が破れることを利用して,新物理探索を行った.具体的には,魔法波長の光格子に中性イッテルビウム原子をトラップし,578 nmの狭線幅光学遷移(時計遷移)について,数Hzの不確かさで系統的に同位体シフトの測定を行った.この結果と先行研究のイッテルビウムイオンの411 nmおよび436 nmの遷移の同位体シフトの測定結果を合わせることで,世界初の3遷移間の線形性検証を行った.その結果,線形性が有意に破れていることが分かったが,同時に,この線形性の破れは標準模型で説明されるべきものであることも明らかにした.新物理に由来する非線形性には上限が得られ,これに基づいて新粒子の結合定数に対する制限を与えた.現状では得られた制限は既存の実験のものよりも弱いが,今後の実験精度の向上によりこれを上回ることが期待される.

著者

小林 淳 蔡 恩美 山中 修也 櫻 勇人 山本 隆太 加藤 宏平 高橋 義朗

出版者

一般社団法人 日本物理学会

雑誌

日本物理学会講演概要集

巻号頁・発行日

vol.71, pp.507, 2016

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<p>近年、光格子中の冷却原子に対する量子気体顕微鏡の技術が急速に進展している。我々はこれまでにYb原子の量子気体顕微鏡を作成に成功している。これによって光格子中での原子位置を1サイトの単位で決定することができる。今回我々はこの技術を分子に適用した。光格子中のYb原子に対する2光子光会合によって電子基底状態の分子を作成し、さらにその分子を原子に戻して観測することで、分子の量子気体顕微鏡による観測に成功した。</p>

著者

Levi Barbara Goss 高橋 義朗

出版者

丸善

雑誌

パリティ (ISSN:09114815)

巻号頁・発行日

vol.26, no.7, pp.28-32, 2011-07

著者

高橋 走 山田 裕貴 菊地 悠 高須 洋介 榎本 勝成 安東 正樹 高橋 義朗

出版者

一般社団法人 日本物理学会

雑誌

日本物理学会講演概要集

巻号頁・発行日

vol.66, 2011

著者

山田 裕貴 高橋 走 菊地 悠 高須 洋介 榎本 勝成 安東 正樹 高橋 義朗

出版者

一般社団法人 日本物理学会

雑誌

日本物理学会講演概要集

巻号頁・発行日

vol.66, 2011

著者

小林 淳 蔡 恩美 山中 修也 櫻 勇人 山本 隆太 加藤 宏平 高橋 義朗

出版者

一般社団法人 日本物理学会

雑誌

日本物理学会講演概要集 71.2 (ISSN:21890803)

巻号頁・発行日

pp.507, 2016 (Released:2017-12-05)

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近年、光格子中の冷却原子に対する量子気体顕微鏡の技術が急速に進展している。我々はこれまでにYb原子の量子気体顕微鏡を作成に成功している。これによって光格子中での原子位置を1サイトの単位で決定することができる。今回我々はこの技術を分子に適用した。光格子中のYb原子に対する2光子光会合によって電子基底状態の分子を作成し、さらにその分子を原子に戻して観測することで、分子の量子気体顕微鏡による観測に成功した。

著者

薮崎 努 木下 俊哉 福田 浩一 高橋 義朗

出版者

The Japan Society of Applied Physics

雑誌

応用物理 (ISSN:03698009)

巻号頁・発行日

vol.63, no.9, pp.906-910, 1994

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超流動状態の液体ヘリウム中に導入した中性原子は,気体や固体,他の液体中とは違った独特のエネルギー構造や振る舞いをする.しかし,液体ヘリウム中に中性原子を導入するのに技術的な困難があり,最近まで実験がほとんどなされていなかった.われわれはレーザースパッタ法を開発し,種々の原子や分子を,直接,液体ヘリウム中で生成することに成功した,ここでは,特にわれわれが実験に成功したアルカリ原子を中心に,その光学的特性や光ポンピングによるスピン偏極,光一高周波(マイクロ波)二重共鳴実験;を紹介し,未解決の問題や基礎科学への応用例について述べる.最近,超流動ヘリウム中の原子やイオンへの関心が高まり,世界的にも一つの研究分野にもなりつつある.

著者

高橋 義朗

出版者

京都大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

2010

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核スピン5/2を持つフェルミ同位体173YbによるSU(6)系フェルミモット絶縁体の生成とポメランチュク冷却法のスピン増強効果の実証、ボース・フェルミ混合系における混合モット絶縁体相の生成と同定、高次スピン対称性を持ったフェルミ・フェルミ混合系の実現、などに成功した。また、光フェッシュバッハ共鳴法を、ボース凝縮およびp-波相互作用するフェルミ原子系に適用し、基底および準安定状態間の磁気フェッシュバッハ共鳴を発見した。