所属
総合研究院 量子航法研究センター 特任准教授
職名
特任准教授
外部リンク
サトウ トモヤ
佐藤 智哉
SATO TOMOYA
共同研究・競争的資金等の研究課題
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間欠帰還型能動核スピンメーザーの開発による超高精度スピン歳差周波数測定とその応用
研究課題/領域番号：17K14310 2017年4月 - 2019年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(B)
佐藤 智哉
配分額：4290000円 （ 直接経費：3300000円 、 間接経費：990000円 ）
スピン歳差周波数の精密測定が原子の永久電気双極子能率やアクシオン様暗黒物質の探索など基礎物理学へ応用出来ることに着目し、静磁場下での核スピン歳差運動観測を、緩和時間による制限を超えて半永久的に可能とする「能動帰還型核スピンメーザー」の高度化を行った。本研究ではメーザー周波数測定における系統誤差を低減するための新たな方式として「間欠帰還方式」を考案し、これを導入したメーザーを開発した。間欠帰還方式とは、これまで同時に行っていたスピン歳差観測と、歳差維持のための帰還磁場印加を時間的に分離し交互に繰り返す方式である。これによって、帰還磁場が偏極Rb原子を用いたキセノン核スピン運動の観測過程に与える影響を取り除き、より正確な帰還磁場印加を行いメーザー周波数系統誤差を抑制する。
平成30年度は、昨年度に開発した間欠帰還型Xe-129/Xe-131二核種同時核スピンメーザーを用いてその性能評価を行った。メーザー周波数の運転パラメーター（磁場、温度、レーザー周波数・強度、帰還磁場強度等）依存性測定を行い、それぞれのパラメーターの変動がメーザー周波数にどの程度影響するか解析した。従来型の能動帰還型メーザーにおいては、二核種メーザー周波数の同時測定・比較を行ってもなお残る、Xeスピン交換光ポンピング用レーザー光の強度変化の影響が問題となっていた。実験の結果これが大幅に低減されることが分かり、間欠帰還方式により従来型メーザーの限界が突破できる可能性が示された。 -
能動核スピンメーザー法を用いた原子EDMと核シッフモーメントの研究
研究課題/領域番号：26247036 2014年4月 - 2017年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
旭 耕一郎, 市川 雄一, 古川 武, 福山 武志, 上野 秀樹, 吉永 尚孝, 佐藤 智哉, 高峰 愛子
配分額：40040000円 （ 直接経費：30800000円 、 間接経費：9240000円 ）
標準理論を超える物理の動かぬ証拠となる電気双極子モーメント(EDM) を反磁性原子Xe-129において探索するために、能動帰還型核スピンメーザーの周波数安定化と共存磁力計の開発を進めた。
その結果、スピン3/2の同位核Xe-131の同時発振メーザーが優れた共存磁力計であることを実証、またセル温度と光強度の変動抑制、デジタル型帰還による歳差位相の安定化に成功した。これらの変動要因が処理された結果、従来未認識であった変動機構としてRbスピンの帰還磁場への応答現象の存在が顕わとなり、これを解決する方法が提示された。こうしてXe-129のEDM実験上限を現在より1桁以上改善する道筋が明らかになった。