岡山大学が解明したトリウム229アイソマーのクエンチ機構が示す固体原子核時計の未来
学術界の新たな一歩
2026年1月24日、岡山大学とその研究協力機関が結晶中のトリウム229アイソマーのクエンチ現象についての新たな重要な研究成果を発表しました。この研究成果は、高精度原子核時計の実現に向けた一歩前進となります。
研究の背景と目的
近年、原子時計は時間の測定において非常に重要な役割を果たしています。特に、衛星測位システムや物理学の基礎研究において、原子時計の高精度化が求められています。岡山大学などの研究グループは、トリウム229の特別な準安定な励起状態（アイソマー）を利用して、これまでにない安定な時間標準の構築を目指しています。
クエンチ現象の解明
研究者たちは、X線を使用してトリウム229アイソマーの脱励起を能動的に加速させる実験を行いました。その結果、クエンチ現象のメカニズムを探る手がかりを得ました。このクエンチは、励起電子が結晶中を移動し、トリウム原子核と相互作用することによって発生することが明らかになりました。
温度依存性の解析
研究チームは、クエンチ現象の温度依存性を測定し、クエンチの発生が結晶の発光特性とどのように関連しているのかを調査しました。これにより、クエンチ機構モデルが構築され、トリウム229アイソマーの理解が深まりました。
未来への展望
この研究は、将来的に小型で移動可能な固体型原子核時計の実現に寄与するものです。この時計は、衛星測位システムや地球重力場の観測といった応用のほか、暗黒物質探索や物理定数の変動検証など、基礎物理学の研究にも貢献するでしょう。
研究者の声
研究に関与したMing Guan大学院生（研究当時）と吉見彰洋准教授は、「この研究を通じて、私たちは凝縮物質や原子核、電子が織り成す深い法則に触れることができました。この瞬間は私たちの人生にとって宝物です」とコメントしています。この言葉からも、研究者たちの情熱と深い結びつきが伝わってきます。
論文情報
研究の成果として発表された論文は、米国の物理学誌「Physical Review Letters」に掲載されました。この論文は、トリウム229アイソマーのクエンチ現象に関する新しい知見を提供し、今後の科学技術の発展に寄与することが期待されています。
結論
岡山大学などの研究機関によるトリウム229に関する新たな発見は、時間の測定精度に革命をもたらす可能性があります。今後の研究にますます期待が寄せられます。
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