| 研究課題/領域番号 |
19J10824
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
久井 裕介 横浜国立大学, 理工学府, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 光格子時計 / 秒の再定義 / 時計遷移周波数比 / 原子時計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光格子時計は、現在の「秒」の定義であるセシウム原子時計に代わる秒の再定義の候補の1つである。光格子時計によって秒の再定義を行うには、光格子時計の不確かさの低減だけでなく、光格子時計の周波数が各研究機関で一致すること、確実に国際原子時に寄与できるように光格子時計が安定に長期運転できることが必須となる。光格子時計の不確かさ評価をセシウム原子時計以下のレベルで行うためには、光格子時計同士の比較を行う必要がある。本研究では、Yb光格子時計とSr光格子時計の周波数比を測定し、さらに秒の新しい定義としての役割を全うできるように、Sr光格子時計の安定な運転を可能にすることを目標とする。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、主に産業技術総合研究所（産総研）におけるYb光格子時計とSr光格子時計の比較、すなわちYb/Sr時計遷移周波数比の測定を行った。まず、前年度に行ったSr光格子時計の系統不確かさ低減の結果を受けて、不確かさの再評価を行ったところ1.1×10^-16となった。この値は以前に産総研のグループが報告した値の1/3以下であり、典型的な原子泉型Cs原子時計よりも小さな値である。次に、このSr光格子時計と、産総研のYb光格子時計の間の周波数比を6日間（計約70000秒）にわたって測定した。周波数比計測の統計不確かさは5.1×10^-17となった。一方、Sr・Yb光格子時計のトータルの系統不確かさは4.1×10^-16であり、系統不確かさによって制限される測定となった。この結果は、前回の報告では統計不確かさで制限されていたことを考えると、我々のグループとしては大きな進歩となった。その要因は、前年度に行ったSr光格子時計の長期運転に向けた堅牢化が功を奏したものといえる。以上の結果はメトロロジーの分野において権威と伝統ある雑誌であるMetrologiaにて発表した。さらに、本論文を根拠に、consultative committee for time and frequency (CCTF)と呼ばれる、秒の再定義に向けた議論を行う会議にて我々の周波数比の値を報告し、光格子時計による秒の再定義への動きに貢献した。
上記の論文を発表した後も、Yb/Sr時計遷移周波数比の値の再現性を確認するために2020年12月～2021年1月にわたって10回程度実験を行った。この実験の中で、さらなる周波数安定度の向上と不確かさの低減を行った。また、周波数比計測の実験における周波数安定度について、新たな知見が得られた。実験の詳細については発表に向けて共同研究者と調整中である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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