レーザーによるコヒーレントな原子核操作の実現ー原子核時計の創成と応用に向けて

使用激光实现相干核操纵——朝着核钟的创建和应用迈进

• 批准号: 21H04473
• 负责人: 吉村 浩司
• 金额: $ 27.04万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04473/
• 关键词: 原子核時計; トリウム; レーザーによる原子核操作; 真空紫外レーザー分光; 物理定位数の時間変化; 核共鳴散乱; イオントラップ; 物理定数の時間変化; レーザ－による原子核操作

本研究では、以下のような研究項目に対して、段階的かつ相互に連携しながら研究をすすめることにより、世界に先駆けてレーザー励起を達成し、コヒーレント な原子核操作を実現し、研究目的の達成を目指す。以下にそれぞれの研究内容について本年度の研究成果を述べる。【能動的アイソマーの生成法の進化による真空紫外光の観測】 本年度は，新たにウィーン工科大学が開発したトリウム229の濃度を高めた結晶を用い，X線モノクロメータをより高精度なものに変えることにより探索感度を向上させ，ベルギーのグループから最近報告された領域(140 nm~155 nm)でアイソマーからの脱励起の探索を行った。アイソマーの寿命に対応した最適な照射時間，測定時間(10分，30分)おいて，真空紫外光の探索を行ったところ，アイソマー生成がオンの状態からオフの状態を引いた差分にあきらかな過剰がみられ，また，X線のエネルギーを核共鳴散乱の共鳴エネルギー付近で変化させたところ，共鳴エネルギー付近でX線で観測したものと同様のピークを観測し，アイソマーからの脱励起光を強く示唆するデータが得られた。【化学状態に支配された229mTh 核壊変の解明】 能動的アイソマー生成法で用いる核共鳴散乱観測をより効率よく進めるための、トリウム標的を開発した。作成に使用した手法は「乾固法」で、従来の10倍程度の標的密度を有し、より効率よく、高精度で共鳴エネルギーを決定することが可能になった【イオントラップを用いた229Th 原子核時計基盤技術の確立】 開発したイオントラップ用の波長1088 nm, 690 nm, 984 nm の半導体レーザーを用いて，ウラン233の崩壊から生じるトリウム229のトラップを行い，その分光に成功し，その中にアイソマーの存在を示唆するデータが得られた。

In this study, the following research projects are related to each other, the following research projects are linked to each other, and the purpose of the study is to achieve success in the first place in the world. The following is a summary of the research results of this year. [active vacuum ultraviolet radiation generation method] this year, the new university of engineering has opened a high temperature temperature of 229 degrees Celsius. X-ray transmission performance measurements show that the performance of high-precision vacuum ultraviolet spectroscopy has improved with increasing sensitivity.

项目成果

トリウム229アイソマー状態からの脱励起真空紫外光探索に向けた高密度NRS標的開発

高密度NRS靶开发用于真空紫外光搜索钍229异构体状态的去激发

• 发表时间: 2023
• 作者: Masahiro Ibe;Shin Kobayashi;Yuhei Nakayama;and Satoshi Shirai;平木貴宏
• 通讯作者: 平木貴宏

ウィーン工科大学(オーストリア)

维也纳科技大学（奥地利）

トリウム229アイソマー準位探索のための核共鳴散乱標的の開発

钍229异构体水平搜索核磁共振散射靶的研制

• 发表时间: 2023
• 作者: Muramatsu H.;Hayashi T.;Yuasa N.;Konno R.;Yamaguchi A.;Mitsuda K.;Yamasaki N. Y.;Maehata K.;Kikunaga H.;Takimoto M.;Nakamura K.;西道啓博;平木貴宏;Masahiro Takada;福永優太
• 通讯作者: 福永優太

固体原子核時計の実現へ向けた放射光X線を用いたトリウム229結晶の特性評価

使用同步加速器辐射 X 射线表征钍 229 晶体，以实现固态核钟

• 发表时间: 2023
• 作者: Muramatsu H.;Hayashi T.;Yuasa N.;Konno R.;Yamaguchi A.;Mitsuda K.;Yamasaki N. Y.;Maehata K.;Kikunaga H.;Takimoto M.;Nakamura K.;西道啓博;平木貴宏;Masahiro Takada;福永優太;Takahiro Nishimichi;平木貴宏;Masahiro Takada;高取沙悠理
• 通讯作者: 高取沙悠理

トリウム229アイソマー状態からの真空紫外光探

钍229异构体状态的真空紫外光学检测

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiromasa Tanaka;Masaaki Mizuno;Kenji Ishikawa;Camelia Miron;Hiroaki Kajiyama;Shinya Toyokuni;Masaru Hori;Tomoko Ito;金﨑奎;岡井晃一
• 通讯作者: 岡井晃一