RIKEN、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、日本原子能機構、東北大學和九州大學等研究小組已成功確定釷229異構體狀態的能量。
釷 229 的原子核在距離基態只有幾個 eV(電子伏特)的能量區域內具有亞穩態“異構體狀態”。據說它是唯一可以通過激光照射產生的異構體狀態,並因其在超高精度“核時鐘”中的潛在應用而備受關注。然而,此前報導的截至 2007 年的異構體狀態的能量值在實驗組之間並不匹配,等待新的測量結果。
本課題組自主研發的超導躍遷邊緣傳感器具有高能量分辨率的伽馬能譜儀,並成功準確測量了釷229核從第二激發態到異構態的躍遷能量。然後,通過與先前研究中測量的第二激發態能量的差異,確定異構態的能量為2±2 eV。該值也與另外兩個實驗組在 8.30 年採用不同實驗方法測得的最新測量結果一致。
未來,通過在本研究確定的能量區域產生激發激光,預計研究將朝著實現釷 229 原子核的精確激光光譜的方向發展。原子鐘是根據原子核從基態轉變為異構態時所吸收的電磁波頻率製成的時鐘,據說能夠達到比當前原子高出一個數量級以上的精度。時鐘。可以期待應用於各種領域,例如驗證基本物理常數的穩態,這些常數已被指出隨著宇宙的膨脹而變化,以及作為相對論大地測量學的測量工具。