量子宇宙研究コア (物理分野) の概要
量子宇宙研究コア (物理分野) では,素粒子物理学・宇宙物理学・原子分子物理学など物理学の様々な分野で発展した知識・技術を元に,基礎物理の新たな法則:素粒子標準理論を超えた物理モデル構築につながる実験事実を探求することを目指して研究を進めています.
研究の鍵となる技術である高性能レーザーの開発を始め,高性能検出器の開発,量子コヒーレンス性の高いターゲット開発,分子冷却技術の開発など,様々な技術開発を独自に進め,世界に一つしか無い実験装置を使って研究しています.
現在の研究内容
SPAN
ニュートリノ研究と言えば、巨大加速器や巨大検出器を思い浮かべる方が多いかと思います。
我々の提案する方法は、通常の実験室で標的になる原子や分子にレーザーを照射し、その反応からニュートリノの性質を明らかにするものです。この時、鍵を握るコンセプトは、「量子干渉性を利用し反応を増幅する」という新しい工夫です。
同じ技術を応用し,暗黒物質の最有力候補である「アクシオン」の探索も狙って研究を進めています.
Thorium 229
トリウムの放射性同位体229 (229Th)は,原子核の第一励起状態が約8 eVと非常に低いエネルギーにあることが知られており,レーザー励起が可能な唯一の原子核として期待されています.原子核の遷移は電子遷移に比べて外乱に強いため,究極的な安定度を持つ周波数標準としての応用が期待されており,世界各国で激しい開発競争が繰り広げられています.
我々のグループはSPring8の高輝度X線放射光を使った独自の方法で229Th第一励起状態のエネルギー確定や,それを応用した原子核時計の開発を目指して研究を進めています.

Ultracold Molecule
過去20年,レーザーを使って原子を冷却する技術が飛躍的に発展し,現在では温度数百ナノケルビン (ナノは10-9) と,絶対零度に限りなく近い原子気体を生成できるようになりました.レーザー冷却に関連した分野の研究者に1997年,2001年,2012年にノーベル物理学賞が贈られています.その一方で分子の冷却はまだまだ発展途上で,温度はせいぜい数ケルビン程度までしか冷却できていません.
冷却分子は電子の永久電気双極子モーメント探索実験でも用いられている他,極性分子を使った量子コンピュータ開発など様々な分野への応用が期待されており,極低温へ冷却する技術は今後ますます重要性を増していきます.
我々の研究室では分子を極低温へ冷却する技術開発も進めています.
What's new
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- 2024年9月9日
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修士2年の清水くんが、第31回レーザー夏の学校でトリウム実験に用いる真空紫外パルスレーザー開発についてポスター発表を行い、優秀ポスター賞を受賞しました。おめでとうございます!
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- 2024年8月28日
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9/4(水)にBelle II & SuperKEKBのセミナーを開催します.詳細は以下の通りです. 講師:松岡広大さん(高エネルギー加速器研究機構 素核研・准教授)、大木俊征さん(高エネルギー加速器研究機構 加速器研究施設・准教授) 日時:2024年9月4日(水) 14:30-16:30 会場:コラボレーション棟コラボ室
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- 2024年8月18日
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岡山大学公開講座 光の実験ーレーザーで遊ぼうー を開催しました。地域の方17名が参加され、レーザーを使って光の偏光について実験を行いました。
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- 2024年7月11日
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SPring-8で行ったトリウム229原子核に関する論文がNature Communicationsから出版されました。
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- 2024年6月19日
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7/31(水)にセミナーを開催します.詳細は以下の通りです. "ダークエネルギーは素粒子の振る舞いにどう影響するか?" 講師:金田邦雄氏 新潟大学 教育研究院 人文社会科学系 教育学系列 助教 日時:2024年7月31日(水) 16:00~17:30 会場:基礎研棟3F301セミナー室
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- 2024年5月17日
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我々が参画している研究グループがミュー粒子 (ミュオン) を冷却し,光速の4%まで加速することに世界で初めて成功しました.ニュースサイトでも取り上げられています.
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- 2024年4月1日
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2024年度がスタートし,新しいメンバーが加わりました.
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- 2023年12月7日
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12/13(水)にセミナーを開催します.詳細は次の通りです. "CMB++" 講師:田島治氏 (京都大学大学院・理学研究科・教授) 日時:2023年12月13日(水) 14:00~15:30 会場:理学部本館1階 大会議室
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- 2023年6月21日
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6/26(月)にセミナーを開催します.詳細は以下の通りです. "可視光・近赤外単一光子を検出可能な超伝導センサーの研究" 講師:服部 香里氏 (産業技術総合研究所 計量標準総合センター 量子計測基盤研究グループ 主任研究員・KEK 量子場計測システム国際拠点 特任准教授) 日時:2023年6月26日(月) 14:00~15:00 会場:理学部1号館26講義室
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- 2023年4月21日
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4/28にセミナーを開催します.詳細は以下の通りです."A photonic quantum engine driven by superradiance",講師: Prof. Kyungwon An (Seoul National University),日時:2023年4月28日(金) 10:00~11:30,場所:理学部本館1階 大会議室