Updated on 2025/09/30
博士（工学） ( 京都大学 )
修士（工学） ( 京都大学 )
Kyoto University Graduate School, Division of Engineering doctor course completed
Kyoto University Graduate School, Division of Engineering master course completed
Kyoto Institute of Technology Faculty of Engineering and Design graduated
2021.4 - Now
Chuo University Faculty of Science and Engineering Professor
2021.5 - 2022.4
Swinburne University of Technology Optical Science Centre Visiting Professor
2012.4 - 2021.3
Chuo University Faculty of Science and Engineering Associate Professor
2007.4 - 2012.3
Gakushuin University Faculty of Science Assistant Professor
2006.4 - 2007.3
Gakushuin University Faculty of Science Assistant Professor
2005.4 - 2006.3
"Postdoctoral Researcher, CREST, JST"
2004.4 - 2005.3
"COE Researcher, Graduate School of Science, Kyoto University"
2003.10 - 2004.3
"Postdoctoral Researcher, International Innovation Center, Kyoto University"
2003.10 - 2004.3
京都大学国際融合創造センター創造部門産学官連携研究員
1999.4 - 2000.8
Fujitsu Limited
The Japan Society of Applied Physics
日本物理学会
Laser Cooling
Quantum Optics
Quantum Electronics
near-field optics
Natural Science / Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics / 原子・分子・量子エレクトロニクス
Nanotechnology/Materials / Optical engineering and photon science / "Optical engineering, Photon science"
Effective trapping of cold atoms using dipole and radiative forces in an optical trap Reviewed
Taro Mashimo, Masashi Abe, Satoshi Tojo
Physical Review A 100 ( 6 ) 063426-1 - 063426-7 2019.12
Quantitative investigation of the Zeeman and Paschen-Back effects of the hyperfine structure in the rubidium 5 ^2 S_{1/2} - 5 ^2 D_{5/2} two-photon transition Reviewed
Masashi Abe, Ryohei Itoyama, Yuta Komiyama, Takuma Ito, Taro Mashimo, Satoshi Tojo
Physical Review A 99 ( 5 ) 053420-1 - 053420-8 2019.5
Loading of atoms into an optical trap with high initial phase-space density Reviewed
Kosuke Shibata, Shota Yonekawa, Satoshi Tojo
PHYSICAL REVIEW A 96 ( 1 ) 013402-1 - 013402-6 2017.7
Excitation enhancement in electric multipole transitions near a nanoedge Reviewed
Kosuke Shibata, Satoshi Tojo, Daniel Bloch
OPTICS EXPRESS 25 ( 8 ) 9476 - 9489 2017.4
Optically controlled magnetic-field etching on the nano-scale Reviewed
Takashi Yatsui, Toshiki Tsuboi, Maiku Yamaguchi, Katsuyuki Nobusada, Satoshi Tojo, Fabrice Stehlin, Olivier Soppera, Daniel Bloch
LIGHT-SCIENCE & APPLICATIONS 5 ( 3 ) e16054-1 - e16054-7 2016.3
Cartographier un faisceau focalisé au delà de l'approximation paraxiale avec des transitions quasi-interdites : transfert du moment orbital, superchiralité, ...
Daniel Bloch, Vasily Klimov, Martial Ducloy, Pedro Chaves de, Souza Segundo, Satoshi Tojo, Jose R Rios Leite
PAMO-JSM 2014 Reims hal - 01022528 2014.7
Controlling phase separation of binary Bose-Einstein condensates via mixed-spin-channel Feshbach resonance Reviewed
Satoshi Tojo, Yoshihisa Taguchi, Yuta Masuyama, Taro Hayashi, Hiroki Saito, Takuya Hirano
PHYSICAL REVIEW A 82 ( 3 ) 033609 - 1-5 2010.9
Dynamics of Quadruply Quantized Vortices in Rb-87 Bose-Einstein Condensates Confined in Magnetic and Optical Traps Reviewed
Takeshi Kuwamoto, Hayato Usuda, Satoshi Tojo, Takuya Hirano
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 79 ( 3 ) 034004 - 1-5 2010.3
Spin-dependent inelastic collisions in spin-2 Bose-Einstein condensates Reviewed
Satoshi Tojo, Taro Hayashi, Tatsuyoshi Tanabe, Takuya Hirano, Yuki Kawaguchi, Hiroki Saito, Masahito Ueda
PHYSICAL REVIEW A 80 ( 4 ) 042704 - 1-7 2009.10
Line shapes of optical Feshbach resonances near the intercombination transition of bosonic ytterbium Reviewed
M. Borkowski, R. Ciurylo, P. S. Julienne, S. Tojo, K. Enomoto, Y. Takahashi
PHYSICAL REVIEW A 80 ( 1 ) 012715 - 1-14 2009.7
Collision dynamics between stretched states of spin-2 87Rb Bose–Einstein condensates Reviewed
S. Tojo, A. Tomiyama, M. Iwata, T. Kuwamoto, T. Hirano
Applied Physics B 93 ( 2-3 ) 403 - 407 2008.10
Hyperfine-structure-induced purely long-range molecules Reviewed
Katsunari Enomoto, Masaaki Kitagawa, Satoshi Tojo, Yoshiro Takahashi
PHYSICAL REVIEW LETTERS 100 ( 12 ) 123001 - 1-4 2008.3
Determination of the s-wave scattering length and the C-6 van der Waals coefficient of Yb-174 via photoassociation spectroscopy Reviewed
K. Enomoto, M. Kitagawa, K. Kasa, S. Tojo, Y. Takahashi
PHYSICAL REVIEW LETTERS 98 ( 20 ) 203201 - 1-4 2007.5
Dynamics of Bose-Einstein condensates in optical trap with internal degrees of freedom Reviewed
S. Tojo, M. Iwata, A. Tomiyama, T. Kuwamoto, T. Hirano
Conference on Lasers and Electro-Optics Europe - Technical Digest 2007
High-resolution photoassociation spectroscopy of ultracold ytterbium atoms by using the intercombination transition Reviewed
S Tojo, M Kitagawa, K Enomoto, Y Kato, Y Takasu, M Kumakura, Y Takahashi
PHYSICAL REVIEW LETTERS 96 ( 15 ) 153201 - 1-4 2006.4
Shift and broadening in attenuated total reflection spectra of the hyperfine-structure-resolved D2 line of dense rubidium vapor Reviewed
Rikio Kondo, Satoshi Tojo, Takashi Fujimoto, Masahiro Hasuo
Physical Review A - Atomic, Molecular, and Optical Physics 73 ( 6 ) 062504 - 1-7 2006
Precision measurement of the oscillator strength of the cesium-6 S-2(1/2)-> 5 D-2(5/2) electric quadrupole transition in propagating and evanescent wave fields Reviewed
S Tojo, T Fujimoto, M Hasuo
PHYSICAL REVIEW A 71 ( 1 ) 012507 - 1-9 2005.1
Oscillator-strength enhancement of electric-dipole-forbidden transitions in evanescent light at total reflection Reviewed
S Tojo, M Hasuo
PHYSICAL REVIEW A 71 ( 1 ) 012508 - 1-6 2005.1
Absorption enhancement of an electric quadrupole transition of cesium atoms in an evanescent field Reviewed
S Tojo, M Hasuo, T Fujimoto
PHYSICAL REVIEW LETTERS 92 ( 5 ) 053001 - 1-4 2004.2
Attenuated total reflection of the rubidium D-2 line in optically dense vapor Reviewed
S Tojo, Y Murakami, M Hasuo, T Fujimoto
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 72 ( 5 ) 1069 - 1072 2003.5
Electron capture cross sections of H(2p) level in the intermediate velocity regime of H+-Na(3s), Na*(3p) collisions Reviewed
R Okasaka, S Asada, K Naemura, Y Seo, S Tojo, Y Matsumura
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN 68 ( 10 ) 3248 - 3253 1999.10
Behaviors of excitation cross sections in the intermediate velocity regime on ion-atom collisions Reviewed
R Okasaka, Y Seo, S Tojo, Y Matsumura
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS 38 ( 3A ) 1564 - 1568 1999.3
22pTD-5 Mixing dynamics of binary ^<87>Rb Bose-Einstein condensates in an optical trap
Taguchi Y., Tanabe T., Kurihara M., Suzuki Y., Tojo S., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 65 ( 1 ) 205 - 205 2010.3
Influence of ground-state scattering properties on photoassociation spectra near the intercombination line of bosonic ytterbium Reviewed
M. Borkowski, R. Ciurylo, P. S. Julienne, S. Tojo, K. Enomoto, Y. Takahashi
20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SPECTRAL LINE SHAPES 1290 34 - + 2010
27aZF-2 Dynamics of ^<87>Rb F=2 BEC in one dimensional optical lattice
Tanabe T., Taguchi Y., Tojo S., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 64 ( 2 ) 89 - 89 2009.8
27aZF-4 Controlling phase-separations of binary ^<87>Rb Bose-Einstein condensates by Feshbach resonance
Tojo S., Tanabe T., Taguchi Y., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 64 ( 2 ) 89 - 89 2009.8
30pSD-4 Phase separation of ^<87>Rb BEC in clock states
Hayashi T., Tojo S., Tanabe T., Inoue E., Hiraro T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 64 ( 1 ) 186 - 186 2009.3
20aZA-4 Dynamics of ^<87>Rb F=2 BEC in one dimensional optical lattice
Tanabe T., Inoue E., Hayashi T., Tojo S., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 63 ( 2 ) 95 - 95 2008.8
25pQD-4 Collision dynamics of ^<87>Rb spin-2 Bose-Einstein condensates
Tojo S., Hayashi T., Tanabe T., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 63 ( 1 ) 186 - 186 2008.2
20aXK-5 Dynamics of binary Bose-Einstein compensates in an optical trap
Iwata M., Hamasaki K., Tojo S., Kuwamoto T., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 62 ( 1 ) 157 - 157 2007.2
20aXK-6 Spinor dynamics in a spin-2 bose condensate
Tomiyama A., Iwata M., Kuwamoto T., Tojo S., Hirano T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 62 ( 1 ) 157 - 157 2007.2
27aXS-4 Self-broadening of attenuated total reflection spectra at a Rb vapor/glass interface
Kondo R., Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 59 ( 1 ) 150 - 150 2004.3
Attenuated total reflection spectra at a Rb vapor/glass interface in high atom density regime
Kondo R., Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 58 ( 2 ) 137 - 137 2003.8
Oscillator strength of Cs electric quadrupole transition in an evanescent field
Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 58 ( 2 ) 137 - 137 2003.8
Polarization spectroscopy in absorption of evanescent light by Cs atoms in an optically forbidden transition
Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 58 ( 1 ) 170 - 170 2003.3
Atom density dependence of the attenuated total reflection spectra at a glass/Rb vapor interface
Kondo R., Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 58 ( 1 ) 170 - 170 2003.3
Absorption experiment of evanescent light by Cs atoms in an optically forbidden transition
Tojo S, Hasuo M, Fujimoto T
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 57 ( 2 ) 109 - 109 2002.8
25pWM-13 Absorption spectra of evanescent fight by Cs atoms in an optically forbidden transition
Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 57 ( 1 ) 142 - 142 2002.3
Absorption of evanescent light by Cs atoms of an optically forbidden transition
Tojo S., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 56 ( 2 ) 57 - 57 2001.9
Spectrum of the attenuated total reflection at a glass/Rb vapor interface
Tojo S., Shimamoto A., Hasuo M., Fujimoto T.
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan 56 ( 1 ) 136 - 136 2001.3
Two photon spectroscopy of ultracold rubidium atoms near dielectric surface
Taro Mashimo, Go Tanaka, Sakura Seta, Masashi Abe, Satoshi Tojo
International Conference on Atomic Physics 2018 2018.7
Excitation enhancement in optical forbidden transitions near nanostructure
Satoshi Tojo, Taro Mashimo, Masashi Abe, Daniel Bloch
International Conference on Atomic Physics 2018 2018.7
Zeeman and Paschen-Back resolved spectra of rubidium 5S-5D two-photon excitation
Ryohei Itoyama, Yuta Komiyama, Taro Mashimo, Kosuke Shibata, Masashi Abe, Satoshi Tojo
The 30th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC XXX) 2017.7
Laser spectroscopy of gaseous atoms in local field using optical forbidden transitions Invited International conference
Satoshi Tojo
23rd International Conference on Spectral Line Shapes (ICSLS 23) 2016.6
Counter superflow in two-component Bose-Einstein condensates
東條賢 ほか
物性研究所短期研究会「量子凝縮系におけるdefectsおよびtopology」／物性研究所 2012.1
多成分ボースアインシュタイン凝縮体を用いた量子渦生成
東條賢 ほか
対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象第2回領域研究会 概要集／対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象 領域事務局 2011.12
スピノルボース凝縮体を用いた新奇量子渦生成へ向けて
東條賢, 田口義久, 増山雄太, 平野琢也
対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象第1回領域研究会 概要集／対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象 領域事務局 2010.12
Search for "trimmer" Bose-Einstein condensate International conference
S. Tojo, T. Tanabe, Y. Taguchi, T. Hirano
Novel Spin Pairing 2009, Abstract book 2009.9 Novel Spin Pairing 2009 Organizing Committee
Controlling phase-separation of binary Bose-Einstein condensates by mixex-spin channel Feshbach resonance International conference
S. Tojo
The 18th International Laser Physicis Workshop (LPHYS'09) 2009.7 Steering committee of LPHYS'09
Controlling phase-separation of binary Bose-Einstein condensates near mixed-spin-channel Feshbach resonance International conference
S. Tojo, T. Tanabe, Y. Taguchi, T. Hirano
Cold Atom and Molecules :Collisions, Field-Effects, and Applications 2009.6 Japan-US seminar Committee
スピン自由度を持つ希薄原子気体のボース-アインシュタイン凝縮
東條賢, 桑本剛, 平野琢也
レーザー学会学術講演会第29回年次大会・講演概要集／レーザー学会 2009.1
Properties and dynamics of Bose-Einstein condensates with internal degrees of freedom
平野琢也
スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 平成20年研究成果発表会アブストラクト／スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 事務局 2008.12
Collision dynamics of spin-2 Bose-Einstein condensates with internal degrees of freedom
東條賢 ほか
スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 平成20年研究成果発表会アブストラクト／スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 事務局 2008.12
Dynamics of 87Rb spin-2 BEC in one dimensional optical lattice
田邉達良
スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 平成20年研究成果発表会アブストラクト／スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 事務局 2008.12
Dynamics of 87Rb binary Bose-Einstein condensates in clock states
林太郎 ほか
スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 平成20年研究成果発表会アブストラクト／スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理 事務局 2008.12
Absorption of Evanescent Light by Cs Atoms in an Optically Forbidden Transition International conference
S. Tojo, M. Hasuo, T. Fujimoto
The 7th International Conference on Near-field Optics and Related Techniques 2002.8 NFO7 Committee
冷却原子・分子の量子エンタングル状態を用いたＥＤＭ探索
Grant number：23K25893 2023.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 東京大学
青木 貴稔, 東條 賢, 松尾 由賀利, 阿部 穣里, 酒見 泰寛
Grant amount： \18980000 （ Direct Cost: \14600000 、 Indirect Cost： \4380000 ）
EDM測定に向けて、今年度は、（１）分子分光用光源の実験、（２）EDM測定のための分子の量子状態の研究、（３）磁力計の開発、（４）磁気シールドの設計と予備実験、を行った。
（１）光源を用いた光学系の構築と分光実験に着手した。（２）東京大学の梶田氏と分担者の阿部氏ともに、電場と磁場下での分子の量子状態の計算について研究した。（３）磁力計の開発。EDM測定では、環境磁場の測定と磁気シールド内の磁場の評価が重要となる。そこで、東京農工大学の畠山温先生が開発した「スピン緩和防止コーティング」された原子セルを用いて、分担者の松尾氏・東條氏・酒見氏とともに、Mx磁力計を開発し、実際に環境磁場の測定に成功した。（４）磁気シールドの設計と予備実験。EDM測定で環境磁場を抑制するための大型の磁気シールドについて、磁気シールドの形状や性能などについて検討した。また、小型の磁気シールド内で磁力計による磁場測定を行った。そして、磁力計と磁気シールドの実験結果を学会発表した。電場測定も発表した。
分担者の阿部氏は、核EDMの一つであるシッフモーメントについて計算プログラムを開発した。TlF、RaO、LrF分子の数値計算を行い、従来のシッフモーメントの表現では、核表面付近での記述が不十分であることを明らかにし学術論文の執筆を進めた。分担者の東條氏は、冷却原子集団をガラス表面近傍まで輸送した後に、表面近傍で交差型光トラップを行うことで、蒸発冷却により位相空間密度1を超える高密度超低温状態を実現した。分担者の松尾氏は、超流動ヘリウム（～1.6 K）をトラップ媒質としたRbおよびAg原子の精密レーザー分光実験を進めている。光ポンピング法によるスピン偏極とレーザー・マイクロ波二重共鳴法を組合せることで、媒質中においても1 kHz以下の不確かさで超微細構造間隔を測定すべく、マイクロ波発振器の周波数掃引法を改良した。
ナノ光磁場探索のための薄膜状量子縮退プローブの実現
Grant number：23K03287 2023.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 中央大学
東條 賢
Grant amount： \4680000 （ Direct Cost: \3600000 、 Indirect Cost： \1080000 ）
これまで制御性の高いレーザー冷却原子を”原子波プローブ”として利用し，誘電体表面近傍に誘起される近接場領域の光磁気的相互作用の探索を研究してきた。本研究では，薄膜状のボースアインシュタイン凝縮体（BEC）によるナノ領域の光磁場プローブを実現し，応答が微小で直接測定が困難な局所的な光磁場を探索することを目的としている。2023年度は全光学的BECの生成の確認および超低温冷却原子の誘電体表面近傍領域への導入の安定化を実現し，表面相互作用探索のための新たな光源の準備を行ってきた。
通常の自由空間である磁気光学トラップ領域で交差型光トラップ（1064 nm，10 W）へ10μK程度，2x10^6個程度の冷却原子を安定的に導入した後，光トラップ強度を適宜減じることで蒸発冷却を施し，50 nK程度および原子数10^4程度の状態でBECを実現することを再実験により確認した。
次に，冷却原子を自由空間から誘電体表面近傍までの15 mmの距離を輸送させるが，トラップ領域の100μm程度の交差領域を維持しながら輸送することが可能ではあるものの非常に困難であることを実験的に示し，代わりに新たな近共鳴光トラップを併用し，表面領域で新規に交差領域を生成することで 原子数4x10^5個および20μKの原子集団を安定的に用意できている。また誘電体自身の振動によりプローブ光の干渉が無視できず観測が困難だったが，新たなCCDカメラを導入し安定的に観測することができた。これにより原子数8x10^3個，温度50 nKで位相空間密度が1を超え，表面近傍でのBEC生成まであと少しの状態まで実現した。
一方，相互作用探索の光源についてはまず現有の5P-6P遷移で用いる911nmレーザー光源および空間移送変調器を利用しラゲールガウス光の生成を確認している。
冷却原子・分子の量子エンタングル状態を用いたＥＤＭ探索
Grant number：23H01197 2023.4 - 2026.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 東京大学
青木 貴稔, 東條 賢, 松尾 由賀利, 阿部 穣里, 酒見 泰寛
Grant amount： \18980000 （ Direct Cost: \14600000 、 Indirect Cost： \4380000 ）
Search for EDM in ultracold molecule using laser photoassociation
Grant number：20H01929 2020.4 - 2023.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) The University of Tokyo
Aoki Takatoshi
Grant amount： \17940000 （ Direct Cost: \13800000 、 Indirect Cost： \4140000 ）
Measurement of electron electric dipole moment (EDM) down to 10 (-29) e cm, using laser cooling technique of atoms and molecules, enables us to search for supersymmetry particles. Therefore, we proposed the LiSr molecule experiment with strong effective electric field of 2.0 GV/cm. In this work, we developed the laser system for the photoassociation spectroscopy, and the injection lock and high power ECDL with a wavelength of 461 nm. We demonstrated the amplification of fluorescence from the trapped atoms using the image intensifier. We suggested the new method to measure the electron EDM using the entangled quantum state. It shows the method can improve the current upper limit of the electron EDM by two order of magnitude. The theoretical molecular frequency and EDM enhancement factor have been investigated.
薄膜状原子波プローブによるナノ光磁場相互作用の探索
Grant number：19K03704 2019.4 - 2023.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C) 中央大学
東條 賢, 阿部 真志
Grant amount： \4420000 （ Direct Cost: \3400000 、 Indirect Cost： \1020000 ）
制御性の高いレーザー冷却原子を”原子波プローブ”として用いて、誘電体表面近傍に誘起されるナノ領域における光磁気的な相互作用探索を目指している。[1]冷却原子によって波の性質を有する薄膜状の原子波に、[2]光磁場を透磁率変化により転写し、[3]光磁場による新しい量子操作へと発展する。初年度では薄膜原子波プローブ測定の技術確立を，2年目では原子波の輸送および光磁場検出のための光源開発と照射光の空間モード制御を準備し、3年目では特に空間モード制御によって軌道角運動量を有するラゲールガウス光（LG光）の整備を行ってきた。LG光は主に光電場がドーナツ型分布している一方で、特異な空間モードでは光電場のない中心部分に光磁場が存在する。これにより[3]光磁場による新しい量子測定および量子操作に向けた研究として確立を目指してきた。
これまで[1]に必要な原子波の表面近傍への輸送，[2]に必要な光磁場を有する5P-6P遷移である911nm光の高強度化と照射実験，[3]のLG光の整備を行ってきた。最終年度ではこれらの統合および実験技術の確立と、光磁場測定の実施を試みる。
[1]については冷却原子を表面近傍の光定在波を用いて表面から数μm近傍への輸送を実現している。さらなる表面近傍への輸送として、打ち上げ法（ファウンテン法）を運用する一方で、重力を利用した落下による表面近傍輸送を試みてきた。表面近傍での薄膜原子波による光電磁場測定の確立を行う。
[2]については911nm光の照射実験を安定運用してきた。今年度では光アンプを安定運用し、数百mW程度の高強度光源を用いて[1]の実験との統合化を目指してきた。
[3]についてはLG光の整備および光学禁制遷移を用いた照射実験を行った。また5P-5D遷移である776nm光の非線形光学測定を行い、LG光の光圧のモード依存性への応用を検討してきた。
Experimental research on higher-order interaction between cold atoms and localized light by optical near-field
Grant number：15K05234 2015.4 - 2018.3
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C) Chuo University
Tojo Satoshi, SHIBATA Kosuke, ABE Masashi
Grant amount： \4550000 （ Direct Cost: \3500000 、 Indirect Cost： \1050000 ）
We research on higer order interaction between ultracold rubidium atoms and localized light by optical near-field. It is necessary to establish the observation system of higer-order interaction, namely optical forbidden transitions, of cold atoms near the dielectric surface. We succeed the observation of emission from trapped cold atoms via optical forbidden and optical-optical double resonant transitions. Due to change different wavelength of emission from excitations, the observed emission indicate to be improved signal-to-noise ratio in spite of weaker transition in serveral orders of magnetude in comparison with allowed ones. In view of theoretical reserach, we calculate transition probabilities of optical forbidden transitions near a nanoedge, and the results show highly enhancement of transisions in several orders of magnitude due to high-order interactions. In our experiment, we confirm several factor magnification of forbidden transitions of oxygen molecules near nano-edges.
微小磁場中スピノルボーズ凝縮体を用いた新奇量子渦の実現
Grant number：23103514 2011.4 - 2013.3
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
東條 賢
Grant amount： \5980000 （ Direct Cost: \4600000 、 Indirect Cost： \1380000 ）
2012年度より現大学へ異動したためデータ解析および装置の再製作を主として行った。
スピノル凝縮実験結果の解析においては前年度で問題のあったボーズ凝縮原子数の再評価を行った。まず、光トラップ中におけるボーズ凝縮の原子数評価を解析した。スピノルボーズ凝縮実験では、1成分ボーズ凝縮を磁気トラップで生成したのち、光トラップへ導入する必要がある。この際、主に環境温度変動によって磁気トラップ中ボーズ凝縮体の原子数が20％程度揺らいでいた。解析の結果、光トラップへの導入時に磁気トラップとの中心点の空間的なずれによって原子数が不安定になっていることがわかった。前年度までに予想した温度および磁場安定化では達成できなかった安定度については、微小変動磁場を生じる電源装置をはじめとした装置群のノイズ対策によって原子数の安定度向上を見込めた。
装置の再製作については、光源、真空装置、磁場制御の改良を行った。光源については自作半導体レーザー装置を改良し温度の高安定化を実現できた。これにより冷却光および観測光の強度安定化が実現できた。また回路作製のために基板作製機を導入し、レーザー周波数を100kHz程度まで制御装置を制作できた。環境磁場制御用の自作磁気プローブ製作と性能評価を行い1mG以下まで計測できることを確認できた。
前年に行った量子渦生成実験データの解析を行った。光スプーンによる量子渦生成においてスプーン回転の周波数依存のデータを取得していたが、解析により量子渦の渦度および渦の個数の評価を行った。結果、臨界回転数付近で渦度1の量子渦が2,3個生じており, 回転数による依存性は主として生じていなかった。ボーズ凝縮の重心運動にも着目し評価すると渦の個数の多いときは重心運動の振れ幅が大きい傾向を確認した。凝縮体のトラップ中の運動エネルギーが量子渦の生成個数に影響を与えている可能性を示すことができた。
Interference instability by counter-superflow of two-component Bose-Einstein condensates
Grant number：23740308 2011 - 2012
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
TOJO Satoshi
Grant amount： \4420000 （ Direct Cost: \3400000 、 Indirect Cost： \1020000 ）
For generation of interface instability in two component Bose-Einstein condensates, it is necessary to reduce differences of number-of-atoms between two spin states. We improved environment magnetic field fluctuation so that the differen
Study on superfluidity of atomic gases with internal degrees of freedom.
Grant number：17071005 2005 - 2009
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
UEDA Masahito, HIRANO Takuya, SAITO Hiroki, KUWAMOTO Takeshi, TOJO Satoshi, KAWAGUCHI Yuki, TOJO Satoshi, KAWAGUCHI Yuki
Grant amount： \43700000 （ Direct Cost: \43700000 ）
We studies superfluid properties of Bose-Einstein condensates (BECs) with internal degrees of freedom. We have numerically demonstrated that by changing an external magnetic field spin vortices are spontaneously generated. This provides an atomic-gas demonstration of the Kibble-Zurek mechanism. We have also demonstrated that exotic topological excitations such as knots and non-Abelian vortices can be created in spinor BECs.
Quantum vortices of Bose-Einstein condensate with internal degrees of freedom
Grant number：19740248 2007 - 2008
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B) Gakushuin University
TOJO Satoshi
Grant amount： \3840000 （ Direct Cost: \3300000 、 Indirect Cost： \540000 ）
