• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of Th-doped crystal for the study of the isomeric state of the 229Th

Research Project

Project/Area Number 19K14740
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Hiraki Takahiro  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任助教 (40791223)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords原子核実験 / トリウム229 / 放射光 / 極低エネルギー準位
Outline of Research at the Start

トリウム(原子番号90)同位体の1つ229トリウムは、原子核の中で唯一レーザーで励起できる8eV程度(真空紫外領域)の第一励起状態を持つ。しかし、このエネルギーの正確な値は分かっていないため未だレーザー励起はなされていない。本研究では核共鳴散乱を用いた独自の手法を用いて第一励起状態からの脱励起光を世界に先駆けて観測し、脱励起光を分光してエネルギー準位を正確に決定することが最終目標である。そのための真空紫外領域で透過率の高い、高密度229トリウム標的を新たに開発する。

Outline of Final Research Achievements

The nucleus of thorium-229 has the lowest first excitation level among all nuclei at about 8 eV. Therefore, it can be excited to this level by a vacuum ultraviolet laser, and various applications are expected. However, laser excitation has not yet been realized, and there are no reports of observation of de-excitation light from the first excited level. In this study, we generated the first excited level of thorium-229 by our original method using the synchrotron radiation facility, SPring-8, and attempted to observe the de-excitation light. We also evaluated the transmittance of a highly 232Th-doped CaF2 target and the degradation effect by X-ray beam irradiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在周波数標準で最も精度が良いものは原子の電子遷移を用いた原子時計である。これに対し、トリウム(原子番号90)の同位体の1つであるトリウム229原子核を用いた「原子核時計」の開発に成功すれば、より高精度な時計(周波数標準)が実現できると期待されている。しかしそのために必要なトリウム229原子核の第一励起準位からの脱励起光の観測に成功した例は未だない。本研究では脱励起光探索を高感度で行うためのセットアップを構築し、脱励起光探索実験を遂行し、更に感度を向上させるための手法を研究した。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Absolute X-ray energy measurement using a high-accuracy angle encoder2021

    • Author(s)
      Masuda Takahiko、Watanabe Tsukasa、Beeks Kjeld、Fujimoto Hiroyuki、Hiraki Takahiro、Kaino Hiroyuki、Kitao Shinji、Miyamoto Yuki、Okai Koichi、Sasao Noboru、Seto Makoto、Schumm Thorsten、Shigekawa Yudai、Tamasaku Kenji、Uetake Satoshi、Yamaguchi Atsushi、Yoda Yoshitaka、Yoshimi Akihiro、Yoshimura Koji
    • Journal Title

      Journal of Synchrotron Radiation

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 111-119

    • DOI

      10.1107/s1600577520014526

    • NAID

      120006956810

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 高輝度X線を用いた核共鳴散乱技術による原子核229Thアイソマー状態の人工生成2020

    • Author(s)
      海野 弘行,笠松 良崇,重河 優大,羽場 宏光,平木 貴宏,増田 孝彦,山口 敦史,横北 卓也,吉見 彰洋,吉村 浩司
    • Journal Title

      Isotope News

      Volume: 768 Pages: 2-6

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 最小の励起エネルギーをもつ原子核状態229mThの人工的生成2020

    • Author(s)
      平木 貴宏、海野 弘行、増田 孝彦、岡井 晃一、笹尾 登、吉見 彰洋、吉村 浩司、北尾 真司、瀬戸 誠、玉作 賢治、依田 芳卓
    • Journal Title

      SPring-8/SACLA 利用者情報

      Volume: 25 Pages: 88-95

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Active pumping of 229Th nuclear clock isomer by synchrotron radiation-based nuclear resonant scattering2020

    • Author(s)
      T. Masuda, T. Hiraki, A. Yoshimi and K. Yoshimura
    • Journal Title

      SPring-8 Research Frontiers

      Volume: 2019 Pages: 30-31

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] X-ray pumping of the 229Th nuclear clock isomer2019

    • Author(s)
      T. Masuda, A. Yoshimi, A. Fujieda, H. Fujimoto, H. Haba et al.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 573 Issue: 7773 Pages: 238-242

    • DOI

      10.1038/s41586-019-1542-3

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] トリウム229アイソマー準位からの真空紫外光探索実験の現状2020

    • Author(s)
      平木貴宏
    • Organizer
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] トリウム229原子核異性体からの真空紫外光観測の現状2019

    • Author(s)
      増田孝彦
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 核共鳴散乱を利用した原子核時計の開発2019

    • Author(s)
      吉見彰洋
    • Organizer
      核共鳴散乱研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Production of the 229Th nuclear clock isomer with brilliant X-ray2019

    • Author(s)
      吉見彰洋
    • Organizer
      INPC2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Towards the spectroscopy of 229Th nuclear clock transition using Nuclear Resonant Scattering2019

    • Author(s)
      吉見彰洋
    • Organizer
      DICP Symposium
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi