Organization
School of Science Assistant Professor
Title
Assistant Professor
External link
SAITO RYOICHI
Degree
-
博士（理学） ( 2018.3 電気通信大学 )
Research Interests
-
極低温化学反応
-
量子センシング
-
量子エレクトロニクス
-
ion trap
-
冷却イオン
-
冷却原子
-
浮遊ナノ粒子
Research Areas
-
Natural Science / Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics
Education
-
The University of Electro-Communications Graduate School of Informatics and Engineering
2015.4 - 2018.3
Country： Japan
-
The University of Electro-Communications
2013.4 - 2015.3
Country： Japan
-
The University of Electro-Communications Faculty of Electro-Communications
2009.4 - 2013.3
Research History
-
Institute of Science Tokyo Department of physics, School of Science Assistant Professor
2024.10
Country：Japan
-
Tokyo Institute of Technology Department of physics Assistant Professor
2023.4 - 2024.9
Country：Japan
-
Center for Quantum Information and Quantum Biology, Osaka University
2019.10 - 2023.3
-
Osaka University Graduate School of Engineering Science Assistant Professor
2019.4 - 2023.3
-
Osaka University Graduate School of Engineering Science
2018.4 - 2019.3
-
Japan Society for the Promotion of Science
2016.4 - 2018.3
Professional Memberships
-
日本物理学会
Committee Memberships
-
Quantum Innovation
2024.4 - 2025.3
Committee type：Academic society
Papers
-
Three-dimensional micromotion compensation protocols for an RF ion trap Reviewed
Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
AIP Advances 2025.11
-
Cancellation of phonon hopping in trapped ions by modulation of the trap potential Reviewed
Takanori Nishi, Kaoru Yamanouchi, Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
Physical Review A 111 022401 2025.2
-
Determination of principal axes orientation in an ion trap using matter-wave interference Reviewed
Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
Optics Express 32 ( 24 ) 42616 - 42623 2024.11
-
Sensing Aharonov-Bohm Phase Using a Multiply-Orbiting-Ion Interferometer Reviewed
Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
Physical Review Letters 133 143402 2024.10
-
Development of a 671 nm injection-locked CW Ti:sapphire laser Reviewed
Yoko Yamamoto, Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
Optics Continuum 2 ( 2 ) 441 - 441 2023.2
-
Ion trap frequency measurement from fluorescence dynamics Reviewed
K. Saito, R. Saito, T. Mukaiyama
Journal of Applied Physics 132 ( 9 ) 094401 - 094401 2022.9
-
Generation of a single-ion large oscillator Reviewed
Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
Physical Review A 2021.11
-
Three-Dimensional Matter-Wave Interferometry of a Trapped Single Ion Reviewed
Ami Shinjo, Masato Baba, Koya Higashiyama, Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
Physical Review Letters 126 ( 15 ) 2021.4
-
Measurement of ion displacement via RF power variation for excess micromotion compensation Reviewed
Ryoichi Saito, Kota Saito, Takashi Mukaiyama
Journal of Applied Physics 129 ( 12 ) 124302 - 124302 2021.3
-
極低温イオン・原子混合系で探求する極低温化学反応過程 Reviewed
向山敬, 齋藤了一
レーザー研究 49 ( 6 ) 2021
-
Ultracold Chemical Reaction in a Laser-cooled Atom-ion Mixture Reviewed
Ryoichi SAITO, Shinsuke HAZE, Takashi MUKAIYAMA
Vacuum and Surface Science 63 ( 10 ) 524 - 529 2020.10
-
Cooling Dynamics of a Single Trapped Ion via Elastic Collisions with Small-Mass Atoms Reviewed
Shinsuke Haze, Mizuki Sasakawa, Ryoichi Saito, Ryosuke Nakai, Takashi Mukaiyama
PHYSICAL REVIEW LETTERS 120 ( 4 ) 2018.1
-
Ultracold Collisions in an Atom-Ion Hybrid System Reviewed
Haze Shinsuke, Saito Ryoichi, Mukaiyama Takashi
Butsuri 73 ( 2 ) 97 - 102 2018
-
Characterization of charge-exchange collisions between ultracold Li-6 atoms and Ca-40(+) ions Reviewed
R. Saito, S. Haze, M. Sasakawa, R. Nakai, M. Raoult, H. Da Silva, O. Dulieu, T. Mukaiyama
PHYSICAL REVIEW A 95 ( 3 ) 2017.3
-
Structure factors for tunneling ionization rates of diatomic molecules Reviewed
Ryoichi Saito, Oleg I. Tolstikhin, Lars Bojer Madsen, Tom Morishita
ATOMIC DATA AND NUCLEAR DATA TABLES 103 4 - 49 2015.5
-
Charge-exchange collisions between ultracold fermionic lithium atoms and calcium ions Reviewed
Shinsuke Haze, Ryoichi Saito, Munekazu Fujinaga, Takashi Mukaiyama
PHYSICAL REVIEW A 91 ( 3 ) 2015.3
Books
-
光と物質の量子相互作用ハンドブック
岩本 敏, 髙原 淳一, 立間 徹, 島野, 亮, 高原, 淳一, 立間, 徹（ Role： Contributor第13章）
エヌ・ティー・エス 2023.3 （ ISBN:4860438264 ）
MISC
-
AC electric field sensing using a trapped ion oscillator
泉創太, 水谷智樹, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 80 ( 1 ) 2025
-
Matter-wave interference of single trapped ion for a development of ion trap quantum gyroscope
齋藤了一
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 79 ( 1 ) 2024
-
Measurement of ion heating via fast trap center displacement
和田勝仁, 齊藤皓太, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 78 ( 1 ) 2023
-
Development of a Ti-sapphire based light source for laser cooling of 6Li atoms
山本桜子, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 77 ( 1 ) 2022
-
Matter-wave interferometry of a single trapped ion toward rotation sensing
齋藤了一, 齋藤了一, 東山浩也, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 77 ( 1 ) 2022
-
Evaluation of the effect of the internal degree of freedom of neutral atoms in charge-exchange at ultra-cold temperature
大澤泰平, 内藤優介, 山本桜子, 八塚大輝, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 77 ( 1 ) 2022
-
Fast displacement of the trap center toward to the rotation sensing using a trapped ion
齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 2 ) 2021
-
Trap frequency measurement by ion fluorescence dynamics
齊藤皓太, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 2 ) 2021
-
Motion control of an ion using a single picosecond laser pulse
東山浩也, 新城亜美, 馬場誠人, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 1 ) 2021
-
Generation of spin-motion entanglement of an ion with a mode-locked laser
馬場誠人, 新城亜美, 東山浩也, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 1 ) 2021
-
Three-dimensional matter-wave interferometry of a trapped ion
新城亜美, 馬場誠人, 東山浩也, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 1 ) 2021
-
Ti:sapphire amplifier for laser cooling of 6Li atom and 40Ca+ ion
山本桜子, 内藤優介, 大澤泰平, 齋藤了一, 齋藤了一, 向山敬, 向山敬
日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 76 ( 2 ) 2021
-
Sympathetic cooling of ions through elastic collisions with atoms
Kojima Takumi, Oyama Taisei, Osawa Taihei, Naito Yusuke, Haze Shinsuke, Saito Ryoichi, Mukaiyama Takashi
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 75.1 760 - 760 2020
-
Observation of collisional quenching via atom-ion collisions
Haze Shinsuke, Sasakawa Mizuki, Saito Ryoichi, Nakai Ryosuke, Mukaiyama Takashi
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 72 512 - 512 2017
-
Observation of ion cooling by elastic collision process using ultracold atomic gas
Sasakawa Mizuki, Haze Shinsuke, Saito Ryoichi, Nakai Ryosuke, Mukaiyama Takashi
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 72 513 - 513 2017
-
21pBK-16 Energy dependence of charge-exchange collisions in a cold atom-ion mixture
Saito Ryoichi, Haze Shinsuke, Sasakawa Mizuki, Nakai Ryosuke, Mukaiyama Takashi
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 71 770 - 770 2016
-
Characterization of charge-exchange collisions between Li atoms and Ca+
Saito R., Haze S., Sasakawa M., Nakai R., Raoult M., Jr. H. Da. Silva, Dulieu O., Mukaiyama T.
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 71 561 - 561 2016
-
Ground-state cooling of ions toward atom-ion collisions in a quantum regime
Haze Shinsuke, Saito Ryoichi, Sasakawa Mizuki, Nakai Ryosuke, Mukaiyama Takashi
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 71 560 - 560 2016
-
23pAG-3 Local density measurement of atomic gases with trapped ions
Saito Ryoichi, Haze Shinsuke, Fujinaga Munekazu, Mukaiyama Takashi
Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan 70 700 - 700 2015
-
29pCF-2 Collision dynamics in a mixture of ultracold atoms and ions
Haze Shinsuke, Fujinaga Munekazu, Saitoh Ryouichi, Mukaiyama Takashi
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 69 ( 1 ) 205 - 205 2014.3
-
A mixture of degenerated Fermi gas and laser-cooled ions
Haze Shinsuke, Fujinaga Munekazu, Saitoh Ryouichi, Mukaiyama Takashi
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 68 ( 2 ) 152 - 152 2013.8
Presentations
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イオン物質波干渉を用いたトラップポテンシャルの評価
齋藤了一, 向山敬
日本物理学会第80回年次大会(2025年) 2025.9
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Multiple spin-dependent acceleration of trapped ion by Raman transition for the realisation of a Sagnac interferometer
Loïc Claro, Ryosuke Maeda, Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
34th International Conferene on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC2025) 2025.7
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Single-Trapped-Ion Matter-Wave Interferometer with an Elliptical Orbit for Rotation Sensing Invited
Ryoichi Saito
34th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC2025) 2025.7
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イオントラップ中の単一イオン物質波干渉による量子センシング
齋藤了一
日本学術会議国際光デー記念シンポジウム 2025.7
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強励起条件におけるラマン遷移の振動状態冷却効果の検証
平湯翔真, 橋爪智紀, 前田稜輔, Calot Loïc, 近藤陽哉, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会2025年春季大会 2025.3
-
イオントラップ調和振動子を用いたAC電場センシング
泉創太, 水谷智樹, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会2025年春季大会 2025.3
-
Sensing Rotation and Aharanov-Bohm Phase using an Ion Matter-Wave Interferometer in an Elliptical Orbit
Ryoichi Saito, Tkashi Mukaiyama
The 14th Japan-US Jont Seminor on Quantum Electronics and Laser Spectroscopy 2024.9
-
Rotation sensing using a multiply-orbiting-ion interferometer Invited
Ryoichi Saito
15th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP15) 2024.8
-
Matter-wave interference of single trapped ion for a development of ion trap quantum gyroscope Invited
Ryoichi Saito
2024.3
-
Generation of interatomic entanglement using ions in ultracold atom-ion mixture system
Hiroki YATSUZUKA, Xu ZIMOU, Souta IZUMI, Ryoichi SAITO, Takashi MUKAIYAMA
The 49th Quantum Information Technology Symposium (QIT49) 2023.12
-
Ion matter-wave interferometry in a nearly circular potential for a gyroscope application
Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
7th European Conference on Trapped Ions 2023 2023.9
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Heating properties of a single-ion large oscillator
K. Wada, K. Saito, R. Saito, T. Mukaiyama
7th European Conference on Trapped Ions 2023 2023.9
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トラップ中心の高速変位によるイオンの加熱の評価
和田勝仁, 齊藤皓太, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会2023年春季大会 2023.3
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レーザー冷却イオンを用いた高性能ジャイロスコープの開発
齋藤了一, 向山敬
量子エレクトロニクス研究会 2022.11
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Development of a quantum gyroscope based on a single ion trapping techniques International conference
Ryoichi Saito, Takashi Mukaiyama
The 4th International Forum on Quantum Metrology and Sensing (Quantun Innovation 2021) 2021.12
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Characterization of charge-exchange collisions between ultracold 6Li atoms and 40Ca+ ions Invited International coauthorship International conference
R. Saito, S. Haze, M. Sasakawa, R. Nakai, M. Raoult, H. Da Silva, Jr, O. Dulieu, T. Mukaiyama
Cold Molecular Ions workshop 2017.5
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極低温電荷交換散乱における中性原子の内部自由度が与える効果の評価
大澤泰平, 内藤優介, 山本桜子, 八塚大輝, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会 第77回年次大会 2022.3
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回転計測に向けた単一イオン物質波干渉
齋藤了一, 東山浩也, 向山敬
日本物理学会 第77回年次大会 2022.3
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6Li原子のレーザー冷却のためのチタンサファイアレーザーの開発
山本桜子, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会 第77回年次大会 2022.3
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6Li 原子及び 40Ca+イオンのレーザー冷却のためのチタンサファイアアンプの開発
山本桜子, 内藤優介, 大澤泰平, 齋藤了一, 向山 敬
日本物理学会2021年秋季大会 2021.9
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イオンによる回転検出に向けたイオントラップ中心の高速変位
齋藤了一, 向山敬
日本物理学会2021年秋季大会 2021.9
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モード同期レーザーを用いて運動量を与えたイオンによる三次元物質波干渉
東山浩也, 新城亜美, 馬場誠人, 齋藤了一, 向山敬
量子エレクトロニクス研究会, 拡がりを見せる量子エレクトロニクスII 2021.11
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極低温6Li原子-40Ca+イオン混合系における電荷交換散乱のスピン状態依存性に関する研究
内藤優介, 大山泰成, 大澤泰平, 齋藤了一, 土師慎祐, O. Dulieu
量子エレクトロニクス研究会, 拡がりを見せる量子エレクトロニクスII 2021.11
-
モード同期レーザを用いたイオンのスピン運動量エンタングルメントの生成
馬場 誠人, 新城 亜美, 東山 浩也, 齋藤 了一, 向山 敬
日本物理学会第76回年次大会 2021.3
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イオン蛍光時間波形測定による新たなトラップ周波数測定法の開発
齊藤皓太, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会2021年秋季大会 2021.9
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Spin-state dependence of the Charge-Exchange collision in a hybrid system of ultracold 6Li atoms and 40Ca+ ions International conference
Y. Naito, R. Saito, S. Haze, T. Oyama, T. Osawa, O. Dulieu, T. Mukaiyama
Virtual International Conference on photonic electronic and atomic collisions(VICPEAC) 2021.7
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極低温中性6Li原子- 40Ca+イオン混合系における非弾性散乱のスピン状態依存性
大山 泰成, 大澤 泰平, 内藤 優介, O.Dulieu, 土師 慎祐, 斎藤 了一, 向山 敬
日本物理学会第76回年次大会 2021.3
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Charge-exchange collisions in a hybrid system of Li atoms and Ca+ ions International conference
T. Oyama, R. Saito, S. Haze, T. Kojima, M. Raoult, H. da Silva Jr, O. Dulieu, T. mukaiyama
XXXIst International Conference on Photonic, Electric, and Atomic Collisions(ICPEAC) 2019.7
-
運動量キックを与えたイオンによる3次元物質波干渉
新城亜美, 馬場誠人, 東山浩也, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会第76回年次大会 2021.3
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単一ピコ秒パルスによるイオ ンの運動状態操作
東山浩也, 新城亜美, 馬場誠人, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会第76回年次大会 2021.3
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Toward matter-wave gyroscope using a ring ion trap International conference
Ryutaro Ohira, Ryoichi Saito, Masato Baba, Takashi Mukaiyama
The Fifth European Conference on Trapped Ion(ECTI) 2018.11
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Ultracold atom-ion collisions in a laser-cooled 6Li-40Ca+ hybrid systems International conference
T. Kojima, R. Saito, S. Haze, M. Raoult, H. Da Silva Jr, O. Dulieu, T. Mukaiyama
The Fifth European Conference on Trapped Ions(ECTI) 2018.11
-
Experimental realization of Sagnec interferometer using a trapped 171Yb+ ion International conference
M. Baba, R. Saito, T. Mukaiyama
XXXIst International Conference on Photonic, Electric, and Atomic Collisions(ICPEAC) 2019.7
-
Sympathetic cooling of 40Ca+ ions through elastic collisions with 6Li atoms International conference
T. Kojima, S. Haze, R. Saito, T. Oyama, T Mukaiyama
XXXIst International Conference on Photonic, Electric, and Atomic Collisions(ICPEAC) 2019.7
-
Ultracold atom-ion collisions in a laser-cooled 6Li-40Ca+ hybrid systems International conference
T. Kojima, R. Saito, S. Haze, M. Raoult, H. Da Silva Jr, O. Dulieu, T. Mukaiyama
The 26th International Conference on Atomic Physics(ICAP) 2018.7
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極低温原子気体を用いた弾性衝突過程によるイオンの冷却の観測
笹川瑞樹, 土師慎祐, 齋藤了一, 中井良輔, 向山敬
日本物理学会2017年秋季大会 2017.9
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イオン・原子間の非弾性散乱によるイオンの内部状態緩和の観測
土師慎祐, 笹川瑞樹, 齋藤了一, 中井良輔, 向山敬
日本物理学会2017年秋季大会 2017.9
-
Cooling behavior of singe ion via collision with small-mass atoms International conference
Shinsuke Haze, Mizuki Sasakawa, Ryoichi Saito, Ryousuke Nakai, Takashi Mukaiyama
Cold Molecular Ions workshop 2017.5
-
Characterization of ultracold collisions between laser-cooled 6Li atoms and 40Ca+ ions International conference
M. Sasakawa, R. Saito, S. Haze, R. Nakai, M. Raoult, H. Da Silva Jr, O. Dulieu, T. Mukaiyama
The fourth MIPT-LPI-UEC Joint Workshop on Atomic, Molecular, and Optical Physics 2017.3
-
Characterization of charge-exchange collisions between ultracold 6Li atoms and 40Ca+ ions International conference
R. Saito, S. Haze, M. Sasakawa, R. Nakai, M. Raoult, H. Da Silva, Jr, O. Dulieu, T. Mukaiyama
Internatinal Conference on Photonic Eletronic and Atomic Collisions(ICPEAC) 2017.7
-
Toward Realization of Fermi superfluid overlapped with a periodic array of ultracold ions International conference
R. Saito, S. Haze, M. Sasakawa, R. Nakai, T. Mukaiyama
Internatinal Symposium on Neutron Star Matter 2016.11
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リチウム原子-カルシウムイオン間の電荷交換散乱の特性評価
齋藤了一, 土師慎介, 笹川瑞樹, 中井良輔, M. Raoult, H. Da Silva, Jr, O. Dulieu, 向山敬
日本物理学会2016年秋季大会 2016.9
-
Characterization of charge-exchange collisions between ultracold Li atoms and Ca+ ions International conference
Shinsuke Haze, Ryoichi Saito, Mizuki Sasakawa, Ryosuke Nakai, Takashi Mukaiyama
The fourth MIPT-LPI-UEC Joint Workshop on Atomic, Molecular, and Optical Physics 2017.3
-
6Li-40Ca+間の電荷交換散乱
笹川瑞樹, 齋藤了一, 土師慎介, 中井良輔, 向山敬
第9回文部科学省「最先端の光の創成を目指したネットワーク研究拠点プログラム」シンポジウム 2017.1
-
原子-イオン間電荷交換散乱のエネルギー依存性
齋藤了一, 土師慎介, 笹川瑞樹, 中井良輔, 向山敬
日本物理学会第71回年次大会 2016.3
-
Local density probing of atomic gas via cold Li-Ca+ inelastic collisions in an atom-ion hybrid system International conference
R. Saito, S. Haze, M. Fujinaga, K. Kyuno, T. Mukaiyama
46th Annual Meeting of APS Division of Atomic, Moleculer and Optical Physics(DAMOP) 2015.6
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冷却イオンを用いた原子気体の局所密度測定
齋藤了一, 藤永宗和, 土師慎介, 向山敬
日本物理学会第70回年次大会 2015.3
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Temperature stabilization of ULE cavity to achieve long-term stability in 40Ca+ cooling laser frequency International conference
R. Saito, T. Mukaiyama
MIPT-UEC International Workshop, 2013.11
-
フェルミ縮退気体と冷却イオンの混合
土師慎介, 藤永宗和, 齋藤了一, 向山敬
日本物理学会 2013.9
-
極低温原子・イオン間の非弾性散乱特性
土師慎介, 藤永宗和, 齋藤了一
日本物理学会 2014.3
-
Inelastic collision between ultracold atoms and ions in a hybrid system International conference
R. Saito, T. Mukaiyama
International Workshop on Control of Cold Atoms and its Applications 2014.1
-
高強度レーザー場中のアト秒領域の超高速原子・分子イメージング
Hsumin Hoang, 大海真貴, Vinh Trinh Haoi, Vinh Pham Nguyen Thanh, 大和田隆弘, 齋藤了一, 森下亨
東京農工大学・電気通信大学 第９回合同シンポジウム ナノ未来材料とコヒーレント光科学 2012.12
-
静電場中の２原子分子のトンネルイオン化レートの配向依存性の計算
齋藤了一, 森下亨
原子衝突学会第３７回年会 2012.7
Awards
-
若手研究奨励賞
2025.1 東京科学大学理学院 イオントラップジャイロスコープ開発に向けた単一イオン物質波の二次元楕円軌道干渉計の実現
齋藤了一
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Young Scientist Award of the Physical Society of Japan
2023.11 Physical Society of Japan
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Short presentation Award
2021.12 The 4th International Forum on Quantum Metrology and Sensing（Quantum Innovation 2021) Development of a quantum gyroscope based on a single ion trapping techniques
Ryoichi Saito
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学生プレゼンテーション賞
2017.3 日本物理学会領域１ リチウム原子-カルシウムイオン間の電荷交換散乱の特性評価
齋藤了一
-
目黒会賞
2013.3 電気通信大学
齋藤了一
Research Projects
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冷却イオンによる浮遊ナノ粒子の量子操作技術の開発
Grant number：26K00637 2026.4 - 2029.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
齋藤 了一
Grant amount：\18330000 （ Direct Cost: \14100000 、 Indirect Cost：\4230000 ）
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Development of ultra-high-resolution detection and control technique of the cold atoms in optical lattice using a trapped ion
Grant number：23K13046 2023.4 - 2025.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Grant amount：\4680000 （ Direct Cost: \3600000 、 Indirect Cost：\1080000 ）
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冷却単一イオンを用いた光格子中原子の状態検出と操作
Grant number：16J00890 2016.4 - 2018.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
齋藤 了一
Grant amount：\1300000 （ Direct Cost: \1300000 ）
本研究は冷却単一原子イオンによる中性原子の状態操作・検出手法の開発を目指すものである。今年度は主に中性原子気体中の単一イオンの温度変化と中性原子と原子イオン間の非弾性散乱過程のスピン依存性の２点について集中的に研究を行い、成果が得られた。
昨年度までにプローブヘッドとなるカルシウムイオンに対し、サイドバンド冷却を実装し、原子気体の高解像度でプローブが可能となる領域に冷却したが、本年度は原子気体との衝突による温度変化の詳細を測定した。数ケルビン程度の領域で冷却原子気体と混合したカルシウムイオンが中性原子気体の密度に依存して冷却される振る舞いを観測できた。これは中性原子の状態を検出する際にプローブの精度が悪化しないことを示しており、本研究における重要なマイルストーンである。加えて、中性原子気体によるイオンの冷却手法の開発という観点からも重要な成果である。以上の内容を国際誌にて発表した。
また、本研究では中性原子-イオン間の非弾性散乱過程におけるスピン依存性に関する実験を行った。昨年度までに中性リチウム原子とカルシウムイオン間における電荷交換散乱と状態変化散乱（クエンチ散乱）の二種類の非弾性散乱過程が観測された。理論研究者との共同研究によりこの二つの散乱過程がスピン状態の違いによって異なる反応経路をたどって起こることが明らかになった。そこでレーザー光を用いて中性原子、イオンのスピン状態を選別し、両者を混合して電荷交換散乱を観測することに成功した。スピン状態を含めた単一の状態を実験者が任意に選択して反応を観測する手法の開発は、極低温における化学反応過程の観測における重要ステップと言える。
Teaching Experience
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研究プロジェクト（物理学系）
2024.10 Institution：東京科学大学
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物理学実験A/B
2024.10 Institution：東京科学大学
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物理学実験A/B
2023.12 - 2024.9 Institution：Tokyo Institute of Technology
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研究プロジェクト（物理学系）
2023.10 - 2024.9 Institution：東京工業大学
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電子光ゼミナールIII
2020 Institution：大阪大学
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電気工学特別講義
2020 Institution：大阪大学
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Electronics and Material Physics B
2019.10 - 2023.3 Institution：Osaka University
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Engineering Science Problem-Based Learning(Electronics)
2019.10 - 2023.3 Institution：Osaka University
-
Electronics Laboratory B
2019.10 - 2023.3 Institution：Osaka University
-
Seedsプログラム
2019.10 - 2022.3 Institution：大阪大学
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Electronics and Material Physics Ａ
2019.4 - 2023.3 Institution：Osaka University
Media Coverage
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東大と東京科学大、連続量型イオントラップ量子コンピューターにおけるフォノンホッピング制御の理論を提案 Newspaper, magazine
日本経済新聞 2025.2