2020 年度研究成果報告書

トリウム229極低励起エネルギー準位観測のための高密度トリウム標的の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	19K14740
研究種目	若手研究
配分区分	基金
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)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード	原子核実験 / トリウム229 / 放射光
研究成果の概要	トリウム229原子核は、第一励起準位が8eV程度と原子核の中で最低である。このため、真空紫外レーザーによりこの準位に励起することが可能で、様々な応用が期待されている。しかしながら、未だにレーザー励起は実現されておらず、また第一励起準位からの脱励起光の観測例もない。本研究では世界初の脱励起光の観測に向けて、放射光施設SPring-8を利用した独自の手法で第一励起準位のトリウム229を生成し、その脱励起光を観測する実験を行った。また232トリウムを高濃度でドープしたCaF2結晶標的の透過率やX線ビーム照射の影響を評価した。
自由記述の分野	素粒子物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	現在周波数標準で最も精度が良いものは原子の電子遷移を用いた原子時計である。これに対し、トリウム(原子番号90)の同位体の１つであるトリウム229原子核を用いた「原子核時計」の開発に成功すれば、より高精度な時計（周波数標準）が実現できると期待されている。しかしそのために必要なトリウム229原子核の第一励起準位からの脱励起光の観測に成功した例は未だない。本研究では脱励起光探索を高感度で行うためのセットアップを構築し、脱励起光探索実験を遂行し、更に感度を向上させるための手法を研究した。