| 研究課題/領域番号 |
21H01094
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
|
|---|
| 研究機関 | 岡山大学 |
|---|
研究代表者 |
平木 貴宏 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任助教 (40791223)
|
|---|
| 研究分担者 |
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)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
|
|---|
| キーワード | トリウム229 / 原子核 / アイソマー / 真空紫外光 / 原子核実験 / 極低エネルギー準位 / SPring-8 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
トリウムの同位体229Thは、原子核としては８eV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、原子核時計のような原子物理の手法を用いた様々な応用が期待されている。しかし、これまでの世界的、精力的な探索にも関わらず、229Th第一励起状態へのレーザー励起と励起状態からの脱励起光観測は実現していない。本研究では核共鳴散乱を用いた独自の手法を用いて脱励起光を観測し、第一励起エネルギーの世界最高精度の測定と、世界初となる第一励起状態の光学遷移寿命測定を目指す。観測がされなかった場合には、第一励起状態の寿命についての制限を付ける。
|
| 研究成果の概要 |
本研究期間中229ThがドープされたCaF2結晶（共同研究しているウィーン工科大学のグループが作成した）を用いて放射光施設SPring-8にて229Th原子核第一励起状態から放出される真空紫外領域の光を観測することに成功した。また結晶中での第一励起状態の寿命を測定し、特定の波長のみを透過させるバンドパスフィルターを用いることで波長を0.4 nm程度の精度で決定した。更に、X線ビーム照射中は第一励起状態の寿命が優位に短くなることを発見した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
トリウム229原子核を用いた「原子核時計」の開発に成功すれば、現在の秒の定義に用いられている原子時計と同等以上の高精度な時計（周波数標準）が実現できると期待されている。また、素粒子標準理論を超えた物理の一つの可能性として微細構造定数が時間変化するモデルが宇宙論で考えられているが、原子核時計を用いて遷移周波数の安定性を長期間測定することでこれまでより微細構造定数の時間変化を数桁程度更新できると考えられている。本研究では研究開始時には精度良く分かっていなかった229Th原子核の第一励起状態の寿命を精度良く測定することに成功し、原子核時計の実現に一歩近づくものとなった。
|
