2020 Fiscal Year Annual Research Report
ガンマ線レーザー研究のためのトリウム-229 核量子操作
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19K21879
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
吉見 彰洋 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (40333314)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | トリウム-229 / アイソマー状態 / ガンマ線レーザー / 原子核時計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ガンマ線レーザーの特性研究を行うことを目指し、それに適している固体にドープされたトリウム-229原子核の極低エネルギー励起状態のエネルギーや寿命を調べるものである。トリウム-229 原子核の第一励起状態は原子核としては例外的なほど低く、近年の研究により 8.3 eV 程度であることが分かってきた。この第一励起状態は寿命の長いアイソマー状態であると考えられており、基底状態との間の遷移は時計遷移として興味を持たれている。しかし、エネルギー測定値の不確定性とその寿命がまだ測定されていないことから、精密原子核時計やその核準位を利用したガンマ線レーザーの研究に着手するためには、アイソマー状態への励起・そこからの脱励起光の分光・およびその時間分布測定が重要になってくる。
この研究期間で、SPring-8 の高輝度放射光によるアイソマー状態生成を利用して、脱励起光(真空紫外光)の分光システムの構築・改善を行った。真空紫外光に透明なCaF2結晶にドープされたトリウム-229をアイソマー状態に励起した後、半減期10^3 秒程度で基底状態に脱励起する際に放出する真空紫外光をバンドパスフィルターまたは分光プリズムで予想される 150nm 近辺の光を切り出して検出するシステムである。また、購入した備品、真空紫外モノクロメータを用いて、結晶や光学部品等の真空紫外領域における透過・反射分光システムも構築し、アイソマー遷移の期待受信強度を評価できるようになった。
これらの結果、未だ真空紫外光検出には至っていないものの、定量的な理論予想と実験でおさえた受信信号上限値(現時点で誤差の範囲でゼロ)を比較できる段階まで到達した。
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[Journal Article] Absolute X-ray energy measurement using a high-accuracy angle encoder2021
Author(s)
T. Masuda, T. Watanabe, K. Beeks, H. Fujimoto, T. Hiraki, H. Kaino, S. Kitao, Y. Miyamoto, K. Okai, N. Sasao, M. Seto, T. Schumm, Y. Shigekawa, K. Tamasaku, S. Uetake, A. Yamaguchi, Y. Yoda, A. Yoshimi, K. Yoshimura
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Journal Title
J. Synchrotron Radiation
Volume: 28
Pages: 111-119
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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