人工次元における「トポロジカル原子レーザー」を実現京都大学,東北大学
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京都大学などのグループは、極低温のルビジウム原子を用いた実験により、「トポロジカル原子レーザー」の発振に世界で初めて成功した。
本研究では、光(レーザー)の分野で発展してきた「非エルミート量子力学(利得と損失を伴う物理学)」を原子の世界に拡張するため、原子の内部状態を人工的な空間次元(人工次元)と見なす手法を用いた。さらに、通常は原子を冷却するために用いる「蒸発冷却」のプロセスを通して、特定の高エネルギー状態(トポロジカル端状態)にある原子を集中的に増やす「実効的な利得(増幅)」のメカニズムを新たに開発した。
この成果は、中性原子を用いた量子シミュレーションの可能性を広げるとともに、将来的に外部のノイズに強い高感度な量子センサーや、新しい原理に基づく原子デバイスの開発につながると期待される。










