超伝導体テラヘルツ光源の同期現象を初めて観測

May, 20, 2020, つくば--筑波大学数理物質系の辻本学助教らの研究グループは、京都大学大学院工学研究科の掛谷一弘准教授、パリ高等師範学校のDhillon博士らの研究グループとの共同研究で、超伝導体テラヘルツ光源の同期現象の観測に成功した。

辻本助教は、超伝導体の結晶中に発生する特殊な超伝導プラズマ波が光子（フォトン）に変換される現象に注目している。これまでの研究で、基板上に並べられた複数の光源から、高強度かつ位相のそろったフォトンが一斉に放射される現象が観測されていたものの、その仕組みは明らかにされていなかった。

研究グループは今回、放射されたフォトンの偏波状態を調べることでこれを解明し、巨視的なスケールで位相同期が生じる際には偏波状態に特徴的な変化が現れることを発見した。また、量子力学に基づいた数値解析によって、超伝導体中のプラズマ波とフォトンが結合する原理を明らかにした。この成果は、超伝導体中のプラズマ波を制御する技術に応用できることに加え、次世代のテラヘルツ無線通信や分光技術に有用な量子通信デバイスの創成に役立つ。

(詳細は、http://www.tsukuba.ac.jp)