ネットワーク型共同研究拠点を支える 人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス 研究者データベース

私たちの身の回りにある熱は、物の性質やふるまいに大きく影響します。特に繊細な測定や量子技術のような最先端分野では、熱によるノイズが問題になります。光を使って物質を冷やす「レーザー冷却」という技術は、これまで主に真空中の原子などに使われてきましたが、マクロな固体材料を同じように冷やすには非発光過程や熱流入の制御が課題でした。

Heat in our surroundings significantly affects the properties and behavior of materials. In advanced fields such as precision measurement and quantum technologies, thermal noise often becomes a critical issue. Laser cooling has traditionally been applied to atoms in vacuum environments. However, applying the same method to macroscopic solid materials presents challenges, particularly in suppressing non-radiative processes and controlling heat inflow.

本研究では高品質な希土類添加結晶と局所的な電磁場制御を可能とする人工構造を組み合わせ、固体材料を非接触で効率よく冷やす新原理の実証に取り組みます。さらに、この素子を真空中に浮かせる技術を開発し、環境からの熱流入を抑制します。これにより、物質を今までにない極低温まで冷やすことができ、未知の物理現象の発見や、次世代の量子技術の開発につながることが期待されます。

We aim to demonstrate a new principle for efficiently and non-invasively cooling solid materials by combining high-quality rare-earth-doped crystals with engineered structures that enable local control of electromagnetic fields. Furthermore, we are developing a technique to levitate these devices in vacuum to suppress heat inflow from the environment. This approach is expected to enable cooling to unprecedentedly low temperatures, paving the way for the discovery of unknown physical phenomena and the development of next-generation quantum technologies.