Thorium-229 nuclei for the development of solid-state nuclear clocks

• Project/Area Number: 24K00646
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 平木 貴宏 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任助教 (40791223)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 依田 芳卓 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 精密分光推進室, 主幹研究員 (90240366)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2024: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: 原子核実験 / トリウム229

Outline of Research at the Start

トリウムの同位体229Thは、原子核としては8.4 eV程度と特異的に低い励起エネルギーの第一励起状態を持つ。そのため、真空紫外レーザーによる励起が可能で、原子物理の手法を用いた様々な応用が期待されている。特に原子核の準位を用いた時計（原子核時計）の実現が考えられている。本研究ではこれまで進めてきたSPring-8施設での実験を発展させ、標的を冷却させた状態での第一励起状態からの脱励起光の観測を行う。更に、元々SPring-8で行ってきた実験のために独自に開発したセットアップを応用し、研究室で真空紫外レーザーを開発して基底状態から第一励起状態への直接光励起を行う。