Search for the time-variation of the fundamental physical constant by long-term operation of an optical lattice clock using a light-controlled slow atomic beam source

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原子時計の終わることのない高精度化の動機として、時間標準の高度化と並び、標準理論の検証や暗黒物質探索など基礎物理学への貢献が挙げられる。特に、超微細構造定数などの基礎物理定数の恒常性検証のために、異種原子の時計遷移の周波数比を長期間にわたり高精度に測定する必要がある。また、2030年頃に予定されている秒の再定義に向けて、光時計による国際原子時の定期的な校正を着実に実施していくことが求められている。これらの観点から、光格子時計の長期連続運転のための障害のひとつとなっていた原子線シャッター等の機械的可動部を排除するために、申請書独自の考案による光制御型低速原子線源の光格子時計への実装を本研究課題のマイルストーンとして設定している。特に、この原子線源動作の信頼性向上を目指す観点から、酸化イッテルビウムの光解離反応機構の解明のために、本年度においては、表面形状の良く定義された酸化イッテルビウム試料の作成を行った。このために、粉末試料のプレス機を設計・製作し、種々の環境条件や圧縮条件において試作を行い、ある条件下において、期待する良く表面状態の定義された酸化イッテルビウム資料を作成した。それと並行して、時間周波数国家標準UTC(NMIJ)の堅牢化、及び、高度化を実施した。具体的には、無停電電源装置更新、並びに、原振の水素メーザー交換である。これにより、信頼性向上とともに、光格子時計の周波数測定の短期および長期安定度が改善されることとなった。