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2022 年度 研究成果報告書

能動的核異性体生成法で迫る、トリウム229原子核異性体の高精度レーザー分光

研究課題

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研究課題/領域番号 19H00685
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関岡山大学

研究代表者

増田 孝彦  岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任准教授 (90733543)

研究分担者 北尾 真司  京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00314295)
山口 敦史  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (70724805)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードトリウム229 / 核共鳴散乱 / 核異性体 / 原子核時計
研究成果の概要

トリウム229の第一励起準位(アイソマー準位)は、励起エネルギーが約8eV程度と低く寿命が1000秒を超えると予想されている、特殊な原子核準位である。本研究では能動的核異性体生成法を用いて、トリウム229原子核の基底準位からアイソマー準位に人工的に励起する手法を用いて、アイソマー準位からの真空紫外光発光観測を行った。
能動的核異性体生成に重要なX線ビームのエネルギーの精密モニタの開発、真空紫外光発光観測のための高効率ダイクロイックミラー開発などを進め、真空紫外光の発光を示唆する実験結果を得ることができた。

自由記述の分野

基礎物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

トリウム229の第一励起準位(アイソマー準位)は超精密周波数標準「原子核時計」の候補として注目されている原子核である。そのためにはアイソマー順位へレーザー励起する必要があるが、そのためにはアイソマー準位のエネルギーや寿命の決定が必須となる。
本研究ではそのエネルギーや寿命の決定のため、能動的核異性体生成法を用いてアイソマー準位を人工的に用意し、その脱励起を観測する実験を進めた。期間終盤に脱励起に伴う発光の兆候を捉えることに成功しており、今後、発光を詳細を研究する手がかりを掴むことができた。

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公開日: 2024-01-30  

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