用语解説
极低温
レーザー冷却などの実験技術を用いることで、真空容器内の気体を絶対温度でナノケルビン（ナノは10億分の1）の温度にまで冷却することが可能になっています。これは地球上で実現される最も低い温度で、このような温度領域をここでは极低温と呼びます。
原子気体
真空容器の中に闭じ込められた原子の気体を総称して原子気体と呼びます。図1中央の緑色の点はレーザー冷却されたイッテルビウムの原子気体が緑色の光を発している様子を写真に撮ったものです。
量子状态
量子力学によって记述される状态のことで、一般的には温度の影响が无视できるような低温で実现されます。
量子シミュレーター
物质などで起きる复雑な量子力学的な现象を、人為的に作成した単纯で制御しやすい别のシステムを使ってシミュレーションすることを量子シミュレーションと呼びます。この目的のために作成された别のシステムが量子シミュレーターです。
Nature Physics
狈补迟耻谤别シリーズの物理学领域の専门誌であり、物理学の全领域において重要となる最新の研究结果が掲载されます。
光格子
レーザー光で作成された周期的な构造をもつ人工の结晶のことです。図2に示されるように、原子を光格子の中に闭じ込めることで、あたかも电子が物质の中を动きまわるような状况を仮想的に作ることができます。
イッテルビウム
原子番号70の元素であり、希土类元素に属します。元素记号は驰产。7种类の安定な同位体が存在します。
同位体
同じ原子番号をもつ元素で原子核の中に含まれる中性子の数が异なる原子のことです。
粒子
ここでは量子力学が対象とする电子や原子などの微视的な大きさの粒子を指します。
ボース粒子（ボソン）
量子力学によって記述される粒子の一つであり、量子力学的な自由度を示すスピンの値が1、2、3、…と整数の値をとり、一つの量子状态に任意の数の粒子が存在できるという性質を持ちます。光子や質量数4のヘリウム原子などがボソンに属することが知られています。
フェルミ粒子（フェルミオン）
スピンの値が1/2、3/2、5/2、…と半整数の値をとり、一つの量子状态に複数の粒子は存在できないという性質を持ちます。電子、陽子、中性子などがフェルミオンに属することが知られています。
相互作用
原子同士が衝突することで原子间には相互作用が働きます。原子同士が避け合うような场合は相互作用が斥力的、逆に引き合うような场合は相互作用が引力的となります。今回の研究では、イッテルビウム原子の同位体を选択することで、ボソンとフェルミオン间にそれぞれ斥力と引力が働く场合を実现しました。
混合モット絶縁体
ボソンとフェルミオンが强く避け合うことによって、光格子の格子点上でボソンとフェルミオンがそれぞれ1个ずつランダムに配置された状态が実现します（図4左）。これを混合モット絶縁体状态と呼びます。
复合粒子状态
ボソンとフェルミオン間に働く強い引力によって、光格子の格子点上で複数のボソンとフェルミオンが合わさって一つの粒子のようになった状態が実現します（図4右）。これを复合粒子状态と呼びます。
秩序状态
ある種の物質では高温で乱れていた状態が温度を下げることによって秩序を持った状態（秩序状态）に変化することが知られています。これは純粋に量子力学的な現象で、今回見出された混合モット絶縁体もさらに冷却することにより、ボソンとフェルミオンが周期的に配列された秩序状态に変化していくと予想されます。
磁性
物质が原子、电子といった微视的なレベルで磁场に対して反応する性质のことです。
超伝导
ある种の金属や合金、さらには化合物を低温に冷やした场合、电気抵抗がその物质固有の温度以下でゼロになる现象のことです。
量子コンピュータ
量子力学的な状态である「量子ビット」に様々な演算をさせることにより情报処理を行うコンピュータのことです。演算途中の状态で「重ね合わせ」という量子特有の状态を扱えるため、素因数分解やデータベース検索などにおいては、现状のコンピュータとは桁违いの速さで処理が可能になります。