物性セミナー/2023-11-24

2023年冬学期第２回物性セミナー

題目冷却原子気体･量子シミュレータによる非平衡多体ダイナミクスの探求

日時 2023年 11月 24日(金) 午後4時50分-６時１５分前後

場所 16号館 829およびオンライン（注）今期はいつもの827ではなく、829です

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レーザー冷却によって超高真空中に生成される極低温の中性原子気体は、クリーンで長いコヒーレンス時間を有しているだけでなく、様々なパラメータを自由に調整でき、非常に高い制御性を有している。原子の運動自由度や内部状態を巧みに利用し、量子系をエンジニアリングすることで、近年、多様な量子現象を探求できるようになってきた[1]。難解な量子多体現象を実験的にシミュレートする量子シミュレーション実験は、多体基底状態と非平衡ダイナミクスの解明を目指すものの二つに大別される。本講演では、冷却原子気体･量子シミュレーション実験の進展について概観した後、リュードベリ励起された冷却原子モット絶縁体を用いて非平衡スピンダイナミクスを探求した最近の我々の研究を紹介する[2]。リュードベリ原子間に働く巨大な長距離相互作用に起因するピコ秒スケールのダイナミクスを観測し、実験的に量子もつれの生成を評価するとともに、様々な近似理論と比較から、量子ゆらぎが本質的な役割を果たしていることを明らかにした。

参考文献：

[1] F. Schäfer, T. Fukuhara, S. Sugawa, Y. Takasu, Y. Takahashi, Nat. Rev. Phys., 2, 411 (2020).

[2] V. Bharti, S. Sugawa, M. Mizoguchi, et al., Phys. Rev. Lett. 131, 123201 (2023).