原子核レーザー分光研究ユニットNuclear Laser Spectroscopy Research Unit

ユニットリーダー山口　敦史 Atsushi Yamaguchi 博士（理学）

研究概要

スマートフォンの時計からカーナビまで、私たちの生活は正確な時間に支えられています。現在、最も正確な時計は、原子の中の電子のエネルギー準位を利用した原子時計です。私たちはさらに正確な時計の実現をめざして、原子核時計を開発しています。原子核時計は、電子ではなく、原子核のエネルギー準位を利用します。原子核は外からの雑音（電磁波など）の影響をほとんど受けないため、これまでの原子時計よりさらに正確な時計になると期待されています。私たちの最近の研究では、原子核時計に使うトリウムのイオンを真空中で捕まえ、正確な時計が実現できるようにイオンの運動や内部状態をレーザーで制御する技術を開発してきました。原子核時計を実現して、時計としてはもちろん、ダークマター探索など宇宙の謎に迫る研究へも応用したいと考えています。

研究分野

総合理工、物理学、工学

キーワード

量子エレクトロニクス、量子計測、原子核時計、トリウム229、イオントラップ

研究テーマ

イオントラップ型原子核時計の開発
基礎物理定数の恒常性検証
原子核の直接精密レーザー分光

主要論文

Shigekawa, Y., Yamaguchi, A., Tokoi, K., Sato, N., Kikunaga, H., Shirasaki, K., Kasamatsu, Y., Wada, M., and Haba, H.: “Lifetime of the singly charged ²²⁹Th nuclear isomer”, Nat. Phys. (2026).
Hiraki, T., Okai, K., Bartokos, M., Beeks, K., Fujimoto, H., Fukunaga, Y., Haba, H., Kasamatsu, Y., Kitao, S., Leitner, A., Masuda, T., Guan, M., Nagasawa, N., Ogake, R., Pimon, M., Pressler, M., Sasao, N., Schaden, F., Schumm, T., Seto, M., Shigekawa, Y., Shimizu, K., Sikorsky, T., Tamasaku, K., Takatori, S., Watanabe, T., Yamaguchi, A., Yoda, Y., Yoshimi, A., and Yoshimura, K.: “Controlling ²²⁹Th isomeric state population in a VUV transparent crystal”, Nat. Commun. 15, 5536 (2024).
Yamaguchi, A., Shigekawa, Y., Haba, H., Kikunaga, H., Shirasaki, K., Wada, M., and Katori, H.: “Laser spectroscopy of triply charged ²²⁹Th isomer for a nuclear clock”, Nature 629, 62 (2024).
Yamaguchi, A., Muramatsu, H., Hayashi, T., Yuasa, N., Nakamura, K., Takimoto, M., Haba, H., Konashi, K., Watanabe, M., Kikunaga, H., Maehata, K., Yamasaki, N. Y., and Mitsuda, K.: “Energy of the ²²⁹Th Nuclear Clock Isomer Determined by Absolute γ-ray Energy Difference”, Phys. Rev. Lett. 123, 222501 (2019).
Masuda, T., Yoshimi, A., Fujieda, A., Fujimoto, H., Haba, H., Hara, H., Hiraki, T., Kaino, H., Kasamatsu, Y., Kitao, S., Konashi, K., Miyamoto, Y., Okai, K., Okubo, S., Sasao, N., Seto, M., Schumm, T., Shigekawa, Y., Suzuki, K., Stellmer, S., Tamasaku, K., Uetake, S., Watanabe, M., Watanabe, T., Yasuda, Y., Yamaguchi, A., Yoda, Y., Yokokita, T., Yoshimura, M., and Yoshimura, K.: “X-ray pumping of the ²²⁹Th nuclear clock isomer”, Nature 573, 238 (2019).

主要メンバー

メンバーリスト
名前	名前（ローマ字）	役職
山口　敦史	Atsushi Yamaguchi	ユニットリーダー
岡村　圭太	Keita Okamura	大学院生リサーチ・アソシエイト

アクセス・お問い合わせ

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研究交流棟4階W421号室交通アクセス Emali:

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