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光トラップ中での ボース凝縮体の運動 PowerPoint PPT Presentation


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光トラップ中での ボース凝縮体の運動. 学習院大学 物理学科 平野研究室 菊地夏紀. 概要. 磁気トラップで生成した BEC (ボースアインシュタイン凝縮)を光トラップに移した実験である。 光トラップに移された BEC は、トラップの中で拡散し 波のようなモード を形成した。 私はこの現象のメカニズムを研究した。 まだはっきりと原因がわかっていない。. 光トラップ. r. z. r. 2. é. ù. I. (. r. ). U. 2. µ. =. -. 0. G. U. EXP. ê. ú. z. z. dip. 2. d.

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光トラップ中での ボース凝縮体の運動

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Presentation Transcript


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光トラップ中でのボース凝縮体の運動

学習院大学 物理学科 平野研究室 菊地夏紀


6804350

概要

磁気トラップで生成したBEC(ボースアインシュタイン凝縮)を光トラップに移した実験である。

光トラップに移されたBECは、トラップの中で拡散し波のようなモードを形成した。

私はこの現象のメカニズムを研究した。

まだはっきりと原因がわかっていない。


6804350

光トラップ

r

z

r

2

é

ù

I

(

r

)

U

2

µ

=

-

0

G

U

EXP

ê

ú

z

z

dip

2

d

+

2

{

+

}

2

1

(

/

z

)

w

1

(

/

z

)

ë

û

o

r

r

スピンによらず     トラップ可能

BECを光トラップ

ポテンシャルが   電場強度に比例する

最大強度の所にトラップ可能

ポテンシャル


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実験方法1

BEC

G

① 磁気トラップの中でBECを生成する

② ゆっくりとレーザーを重ねる

Resonant beam

③ 光だけによるトラップ

④ 自由落下させて、共鳴光を入れ吸収イメージング


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実験データ ~ トラップタイムの時間発展

1.6mm

10ms

80ms

90ms

20ms

100ms

30ms

110ms

40ms

110ms

50ms

120ms

120ms

60ms

130ms

70ms

130ms

Time of Fright 17ms , Laser Power ~11mW,

Parameter

beam waist 10.5mm, Ramp up time 300ms

G


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光トラップ中での時間変化

0ms

20ms

40ms

60ms

2.5mm

ωz=2π×15 Hz

MT

ωz=2π×2.3Hz

OT

トラップタイム変化を変化させたデータ

光トラップの閉じ込めが弱い為、拡散している

重力の効果により、ポテンシャルを    合わせる事が不可能

NaよりRbは4倍ほど重い


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トラップ中での振動を確かめる実験

振動

22ms自由落下させ、落ちてきた場所のトラップ時間による変化を調べた

Picsel

Traptimeと重心の変化

[5mm/pic]

落ちてくる場所も振動するはず

Traptime[ms]

トラップ中での振動振幅

1.0±0.3mm

周期

~6ms


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確実に存在する振動原因

X

Z

②Uµ [(wMT + wOT)X]2 +2gX µ (X-B)2

G

B

Fort axial

③Uµ (wOTX)2+2gX µ (X-C)2

C

光トラップ

wx~2π×270 Hz

BーC ~ 0.81mm

磁気トラップ

wx~2π×150 Hz

実験結果 1.0±0.3mm


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波のようになる原因

37ms後の     振動回数

周波数

周期

周波数[Hz]

270Hz

270Hz

3.70ms

10回

260Hz

3.84ms

9.37回

260Hz

0.5mm

振動している場合を考える

振動

場所によってポテンシャルの違い

振動周期の違い

0.5mm

Trap time

70ms

約2/3周期遅れる


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モデルの提案

X

Z

BEC

Axial FORT

Minimum line

振動しながら広がるモデル

軸が傾いているモデル

BECが光トラップと軸がずれていて、振動しながら広がるモデル

このモデルを確かめる目的の実験をしたが、結果は・・・


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現在の問題点

・CCDの解像度が5μm

・片方からしかイメージングできない

・μm以下のオーダーでのレーザー制御

・相互作用がない場合の数値計算(スケールの問題)

マスマティカ→C言語へのプログラムの書き換え

まだまだがんばる


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