トリウム229アイソマーからの脱励起光直接観測実現へ向けた超伝導転移端センサの開発

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トリウム229はレーザー光で励起可能な極低エネルギーの第一励起状態（アイソマー準位）を持つことから、レーザー光励起による原子核時計実現の可能性を持つ。しかし、レーザー光励起に必要なアイソマー準位のエネルギーや寿命の情報に不定性があるために、レーザー励起実現には至っていない。岡山大のグループではこれまで、不定性のあるトリウム229のアイソマー準位への直接励起を試みるのではなく、まず放射X線の照射により遷移特性が既知の第2励起準位へ励起し、さらに第2励起準位からの脱励起過程を経て確実にアイソマー準位を生成する独自の励起手法を開発してきた。現在はトリウム229をドープしたイオン結晶にこの励起手法を応用し、アイソマー準位からの脱励起光の探索を行っており、本年度はアイソマー準位からの脱励起光検出を示唆する実験結果を得ることができた。そのため、より実験感度を上げることでこの信号の精密測定を実施することが重要となる。本年度は他にも、トリウム229をドープした結晶標的の特性評価や、実験のバックグラウンドの評価なども行った。本年度得られたこれらの実験結果からの情報をもとに、脱励起真空紫外光精密探索へ向けた超伝導転移端検出器のデザインの最適化、および、光学装置のアップデートを行い、さらなる実験感度の向上を目指す。