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

物理定数恒常性測定の飛躍的精度向上に向けた、原子核のレーザー励起の実現

Publicly Offered Research

Project AreaWhy does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
Project/Area Number 18H04353
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionOkayama 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)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywordsトリウム229 / 基礎物理定数 / 原子核時計 / ダークエネルギー / 物理定数恒常性 / 宇宙膨張 / 微細構造定数 / 核共鳴散乱
Outline of Annual Research Achievements

加速宇宙の謎に関わる可能性のある微細構造定数恒常性の測定感度を大幅に改善すると期待されるのがトリウム229原子核の極低エネルギー(通称アイソマー準位と呼ばれる)である。ダークエネルギー等の加速宇宙を説明しうる未知の物理が存在すれば、基底準位とアイソマー準位間のエネルギー差を高精度に長期間測定することで、その時間変化を確認することができれば、ダークエネルギーに対してパラメータの制限をつけられると期待されている。
今年度の主な取り組みとしては、昨年度に成功させた核共鳴散乱による核異性体生成を用いて、複数回の真空紫外光探索実験を行なった。実験にはトリウム229をドープしたCaF2結晶を試料として用いている。結晶にX線ビームを照射し、そこからの発光を光電子増倍管で観測した。実験の結果、トリウムをドープしたCaF2結晶からは、通常のCaF2結晶よりも多くの蛍光が観測されたため、その蛍光の波長成分や時間応答、結晶の温度依存性などの詳細評価を行なった。余分な蛍光成分は信号観測にとって背景事象となるため、その削減に取り組んだ。具体的には光電子増倍管のマウント方法やCaF2結晶の移動機構・光学フィルタ配置の最適化・温度調整機構の導入など実験装置の改良、最適化を進めた。
本研究期間ではまだ真空紫外光の観測には至っていないが、実験感度を最適化するための各種基礎データを(特に背景事象の実データを様々な条件下で)取得することができた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] TU Wien(オーストリア)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] TU Wien(ドイツ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fast APD Detector with a Short Tail in the Timing Response for an Experiment Using Synchrotron Radiation X-ray Beam2019

    • Author(s)
      Masuda Takahiko、Hiraki Takahiro、Kaino Hiroyuki、Kishimoto Shunji、Miyamoto Yuki、Okai Koichi、Okubo Sho、Ozaki Ryota、Sasao Noboru、Suzuki Kenta、Uetake Satoshi、Yoshimi Akihiro、Yoshimura Koji
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 27 Pages: 012020-012020

    • DOI

      10.7566/jpscp.27.012020

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [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 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Energy response of X-rays under high flux conditions using a thin APD for the energy range of 6?33 keV2019

    • Author(s)
      Masuda T.、Hiraki T.、Kaino H.、Kishimoto S.、Miyamoto Y.、Okai K.、Okubo S.、Ozaki R.、Sasao N.、Suzuki K.、Uetake S.、Yoshimi A.、Yoshimura K.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 913 Pages: 72-77

    • DOI

      10.1016/j.nima.2018.10.029

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 放射光で探るレーザー光による超精密原子核制の可能性:229Th極低核励起準位2018

    • Author(s)
      吉見彰洋、笠松良崇、北尾真司、瀬戸誠、増田孝彦、山口敦史、依田芳卓、吉村浩司
    • Journal Title

      放射光

      Volume: 31 Pages: 305-314

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] トリウム229原子核異性体からの真空紫外光分光に向けた取り組み2020

    • Author(s)
      増田孝彦
    • Organizer
      第3回若手放談会:エキゾチック核物理の将来
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [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 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] X-ray pumping of the 229Th nuclear clock isomer2019

    • Author(s)
      Takahiko Masuda
    • Organizer
      The CFP Colloquium
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Active pumping of the isomeric state of 229Th nucleus towards a nuclear clock2019

    • Author(s)
      Takahiko Masuda
    • Organizer
      Cosmic acceleration conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] X-ray pumping of the nuclear-clock isomer 229Th2019

    • Author(s)
      Takahiko Masuda
    • Organizer
      The 11th international workshop on Fundamental Physics Using Atoms 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Realization of the active pumping of thorium-229 isomeric state2019

    • Author(s)
      Takahiko Masuda
    • Organizer
      “Cosmic acceleration” symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 核共鳴散乱を用いたトリウム229アイソマー準位への能動的遷移2019

    • Author(s)
      海野弘行
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] トリウム-229 の原子核時計遷移分光2019

    • Author(s)
      吉見彰洋
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Search for the lowest-energy nuclear isomeric state of Th-229 toward a “nuclear clock”2019

    • Author(s)
      平木貴宏
    • Organizer
      核化学研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A search for the low-energy 229Th nuclear isometric transition using an “optical” pumping technique at 29-keV2018

    • Author(s)
      Satoshi Uetake
    • Organizer
      International coference on atomic physics 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] トリウム229の極低エネルギー原子核時計遷移の探索 II2018

    • Author(s)
      植竹智
    • Organizer
      日本物理学会2018秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Search for the ultra-low energy isomer state of thorium-229 nuclei2018

    • Author(s)
      Takahiko Masuda
    • Organizer
      5th Joint Meeting of the Division of Nuclear Physics of the APS and the JPS
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fast APD detector with a short tail in the timing response for an experiment using synchrotron radiation X-ray beam2018

    • Author(s)
      Takahiko Masuda
    • Organizer
      5th International Workshop on New Photon-Detectors
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi