Revealing the Thorium-229 isomer by active pumping

• Project/Area Number: 24H00228
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 増田 孝彦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任准教授 (90733543)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北尾 真司 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00314295) ; 高取 沙悠理 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別研究員(PD) (90963348)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥47,710,000 (Direct Cost: ¥36,700,000、Indirect Cost: ¥11,010,000); Fiscal Year 2025: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2024: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
• Keywords: 原子核時計 / トリウム229 / レーザー / 周波数標準

Outline of Research at the Start

トリウムの同位体の一つトリウム229は、原子核としては異常に低い10eV以下の核異性体準位を有している。レーザーで制御可能な唯一の原子核として、基礎物理から高精度周波数標準といった具体的応用まで、様々な波及効果が期待されている。
本研究では線幅10MHzの狭線幅レーザーでCaF2結晶内のトリウム229を励起し、そのスペクトルを詳細に捉えることで、全固体時計の実現に必要な遷移の周波数や遷移強度を実測する。さらにイオントラップとも組み合わせ、孤立環境下でのトリウム229のレーザー励起を実現する。さらにSPring-8でTh229:CaF2結晶の構造解析を行い、クエンチ効果などの詳細を研究する。