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関連資料

アナウンスメント

「挑戦的研究賞」の受賞者紹介2

新奇物性開拓に向けた真空中の超低温ナノ粒子系の実現
理工学研究科物性物理学専攻 准教授
相川 清隆


近年、レーザーを用いて真空中の原子や分子を超低温に冷却する技術が進展し、これら・量子多体系のシミュレーションや量子計算、物理定数の精密測定といった用途に役立てる研究が進められています。こうした研究では、より複雑な内部状態を持つ粒子をより低温まで冷やすことで、多種多様な応用の可能性が拓かれてきました。


本研究では、この流れをさらに大きく推し進め、真空中のナノ粒子を量子光学に基づく技術で冷却して新たな物性を探る、という新しいタイプの実験手法を開発します。熱的・物理的に極めてよく隔離されたナノ粒子系は超低温への冷却に適しており、核スピン強磁性や貴金属の超伝導といった未開拓の問題を追究する格好の場となると期待されます。また、本研究の進展により、従来の物性実験の手法では扱い難い小さな試料の低温での振る舞いの理解が得られるばかりでなく、低温物性物理、非平衡物理、表面物理、ナノサイエンスを含む多くの関連する分野に対して、低温・少数原子からのボトムアップの理解をもたらすものと期待されます。

ナノ粒子を真空中で扱う従来の量子光学の研究では、レーザーで捕捉したナノ粒子の重心運動を絶対零度1mK程度にまで冷却できることが示されています。本研究では、この知見を積極的に利用しつつ、ナノ粒子の内部をも冷却する技術を新たに開発します。また、ナノ粒子の重心運動にのみ着目してきた従来研究と異なり、本研究ではナノ粒子の内部状態を分光的に探る手法を追究します。



図

図. 有機高分子半導体/金属錯体ハイブリッド光触媒による可視光照射下でのCO2還元反応

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