| 研究課題/領域番号 |
19K21879
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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| キーワード | トリウム-229 / アイソマー / ガンマ線レーザー / 原子核時計 / アイソマー状態 / Th-229 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
229Th は原子核としては例外的に小さい 8 eV 程度の第一励起エネルギー準位を持ち、その準位は長寿命状態（アイソマー状態；1,000 s.程度の寿命）であると考えられており、外界の環境から孤立しつつ、真空紫外レーザーで量子状態を操作できるという大変興味深い系である。この 229Th 原子核に対して反転分布を作り、レーザー発振(ある種のガンマ線レーザー）の基礎研究を行うため、結晶中に埋め込まれた 229Th のアイソマー遷移の検出・分光を世界に先駆けて行う。真空紫外光に透明で、229Th アイソマー状態の内部転換過程を抑制するイオン結晶の選別を行い、固体中での光原子核操作を実現する。
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| 研究成果の概要 |
固体結晶中にドープされたTh-229原子核の8eV極低エネルギーアイソマー準位の特性(正確なエネルギー値および半減期)を明らかにして、ガンマ線レーザーの研究に繋げることが目的である。真空紫外光に対して透明な結晶 CaF2 にドープされた Th-229 に対して、アイソマー準位へ放射光X線励起を試みた。アイソマーの脱励起に伴う真空紫外光のバックグランドとなる蛍光スペクトル測定を行い、紫外から真空紫外領域へ減少していくスペクトルを得た。また、そのバックグランドを抑制しつつアイソマー準位からの真空紫外光を検出するシステムを構築し、CaF2 中の Th-229 アイソマー遷移分光へ道筋をつけた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子核の状態は通常はレーザー光で直接操作することはできないが、Th-229 は唯一それが可能な原子核として知られている。光で原子核状態を制御できれば、宇宙の謎を明らかにできる精密な原子核時計や、人類が実現したことのない高エネルギー光領域(ガンマ線)でのレーザー発振が可能になると期待されている。そのような Th-229 の特殊な状態は未だ不明な点が多く、本研究ではその一旦でも明らかにすることを目的とした。放射光を使う我々が開発した独自の Th-229 特殊状態の生成法を利用し、結晶中に埋め込まれた Th-229 の特性について一歩進んだ知見を得ることができた。
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