초록 ▼

연구목표
◦ 최종 연구목표
현재 원자 간섭계는 높은 정밀도와 안정성으로 다수의 정밀측정분야와 단위정의 등 다방면에 응용되는 중요한 분야임. 하지만, 다음과 같은 문제점으로 인하여 정확도에 한계를 지님: 1. 원자간의 상호작용으로 인한 불확도 증가 2. 낮은 선밀도 (low flux or density) 3. 제한된 interrogation time
본 연구에서는 초저온 Fermi 원자를 이용하여, 위의 문제점들을 근본적으로 극복하고 정밀도 향상을 가져올 물질파 간섭계(matter-wave interferometer)

연구목표
◦ 최종 연구목표
현재 원자 간섭계는 높은 정밀도와 안정성으로 다수의 정밀측정분야와 단위정의 등 다방면에 응용되는 중요한 분야임. 하지만, 다음과 같은 문제점으로 인하여 정확도에 한계를 지님: 1. 원자간의 상호작용으로 인한 불확도 증가 2. 낮은 선밀도 (low flux or density) 3. 제한된 interrogation time
본 연구에서는 초저온 Fermi 원자를 이용하여, 위의 문제점들을 근본적으로 극복하고 정밀도 향상을 가져올 물질파 간섭계(matter-wave interferometer)의 현시를 목표로 연구함.
초저온 Fermi 원자/분자 시스템으로 다양한 물리영역으로의 확장연구.

◦ 해당단계 연구목표
- 세계적 수준의 초저온 보존/페르미온 복합 시스템 구축 및 안정화
- 광격자를 이용한 물질파 간섭계를 통한 Bloch oscilation 현상 현시 및 연구
- 광격자내에서의 원자의 양자동역학 측정 및 제어를 통한 측정 정밀도 향상 연구
- 미세힘(중력 및 Casimir type force) 측정

연구내용
◦새로운 원자빔 냉각 방식 개발(40K 원자)
- 레이저 주파수 modulation을 통하여 원자 capture velocity를 증가시킴. 이를 통하여 원자빔 flux의 향상을 연구.
- 전년도 성과: 저온 원자빔 공급장치 선속의 세계적 수준도달
- 당해연도 성과: 기존 방법 대비 원자빔 냉각 효율의 증가 (>4배)
◦초저온 Yb원자의 정밀측정
- 174Yb원자는 ¹S₀↔³P₁(556nm)전이선상에서 Feshbach resonance 가 일어남. Feshbach resonance가 일어나는 레이저 파장 및 Feshbach resonance의 세기를 측정함.
- 분광선을 이용한 optical length 측정
- 기존에는 온도가 높은 thermal gas상에서 측정하였기 때문에 불확도가 높았음. BEC를 이용하여 optical length를 처음으로 측정한 케이스임.
◦Bloch Oscillation 및 원자 간섭계 구현을 위한 실험시스템 확보 및 기초연구 수행
- 원자간섭계를 위한 새로운 진공시스템 디자인 및 테스트 완료
- 레이저를 이용한 원자 수송장치 개발. 초저온 원자기체는 간섭계 구현을 위해 새로운 진공챔버로 수송되게 됨.
- Bloch oscillation의 이론적 시뮬레이션, 실제 실험조건에서의 기술적 에러로 인한 오차분석

기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
◦초저온 Fermi 원자 물질파 간섭계는, 현 원자간섭계의 한계점들(1. 원자간 상호작용, 2. 낮은 선밀도(low flux or density), 3. 제한된 interrogation time)을 원천적으로 해결함.
◦초저온 Fermi 원자 물질파로 인하여, 기존 원자간섭계 정밀도의 대폭적인 향상(100-1000배 이상의 향상 기대).
◦새로운 물리연구 영역 개척(e.g. 초저온 dipolar molecular gas, 양자전산, etc.)

(출처 : 한글요약문)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 주요사업 연차실적·계획서 ... 2
• 한 글 요 약 문 ... 4
• Ⅱ. 2차년도(’16년) 실적 ... 5
• 1. 연구개발 개요 ... 5
• 2. 연구개발 목표 및 평가의 착안점 ... 7
• 3. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 7
• 4. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 5. 연구개발 목표 달성도 및 자체평가 ... 40
• 6. 연구수행방법의 우수성과 등 ... 41
• 7. 고유임무별 기여내용 ... 42
• 8. 연구성과 및 활용 ... 42
• 9. 연구 투입 자원 내역 ... 44
• 10. 중간진도 점검 결과 및 개선내역 ... 45
• 11. 연구책임자의 자율 평가 의견 ... 45
• 12. 연구수행에 따른 문제점 및 개선방향 ... 46
• 13. 중요 연구변경 사항 ... 46
• 14. 기타 건의사항 ... 46
• Ⅲ. 3차년도(’17) 계획 ... 47
• 1. 국내·외 관련 분야의 환경 변화 ... 47
• 2. 연구개발 목표 및 내용 ... 47
• 3. 연구 추진 계획 ... 47
• 4. 연구성과 목표 ... 48
• 4. 연구개발 추진체계 ... 48
• 5. 산·학·연 협동연구 추진계획 ... 49
• 6. 국제공동연구(협력) 추진계획 ... 49
• 7. 연구개발결과의 활용방안 및 기대성과 ... 49
• 8. 연구원 편성표 ... 50
• 9. 연구비 소요명세서 ... 51
• 끝페이지 ... 55