レーザーによるコヒーレントな原子核操作の実現ー原子核時計の創成と応用に向けて

2021 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 21H04473
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 吉村 浩司 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (50272464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北尾 真司 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00314295) ; 菊永 英寿 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 准教授 (00435645) ; 重河 優大 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別研究員 (60845626) ; 笠松 良崇 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (70435593) ; 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)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2025-03-31

Summary of the Research Project

原子核の励起状態を利用した精密時計の実現を将来的目標とし、トリウム229核のアイソマーのレーザー励起に関わる基礎技術を開発することが目的である。8eVのアイソマー励起状態を生成する独自手法を発展させ、脱励起真空紫外光を観測することで波長精度を高める。内部転換電子観測の実現、化学的状態依存性の研究、最適な標的試料の作成、磁気ボトル型電子分光装置の開発、イオントラップ・レーザー分光技術の開発を行う。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

トリウム229のアイソマーを用いた原子核時計は、従来の原子時計と比べて一桁以上の高精度の時間測定を実現する技術の一つとして注目されている。高強度X線を用いた「能動的アイソマー生成法」の独自技術を発展させ、励起状態からの真空紫外光を観測して波長の精度を飛躍的に高めること、放射化学的手法による核壊変の解明、イオントラップによる操作などの原子核時計実現に向けた基礎技術の進展が期待される。