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今年度共同研究しているウィーン工科大学のグループからこれまでより高濃度、高品質のTh229-doped CaF2結晶を入手した。この結晶を使用し、SPring-8のBL19LXUにてTh229原子核第一励起状態からの真空紫外光探索実験を行った。一定時間ビームを照射し、照射を止めて結晶からの発光を観測する。X線ビームの入射エネルギーをビームラインに設置されたSiモノクロメータを用いて変えながら、半減期80psで脱励起する第二励起状態を経由して生成された第一励起状態からの脱励起真空紫外光の発光数を確認した。その結果第二励起状態へ共鳴するエネルギー付近で信号数が増大し、第一励起状態からの信号が観測された。
また、ビーム照射によるCaF2結晶標的の発光のため背景事象は時間依存性があるが、X線ビームの共鳴条件と非共鳴条件の時の観測事象数の差をとることで差分の時間分布から第一励起状態の寿命を測定した。更に、真空紫外領域のバンドパスフィルターを使用し、フィルターの有無で信号強度を比較することで真空紫外光の波長を約0.4 nmの精度で決定した。
第一励起状態からの脱励起真空紫外光の強度のビーム照射時間依存性を測定したところ、ビーム照射中は寿命がビーム照射後と比べ著しく短いことが判明した。これは研究開始時には予測しておらず、詳細なメカニズムも不明であるがビーム照射中の寿命にビーム強度依存性があることを確認した。
研究代表者は国際会議HYPERFINE2023のproceedingsに測定器の性能評価をまとめた。また、上記の物理結果は研究代表者が筆頭著者の論文にまとめ、雑誌に投稿した。
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