光量子工学研究センター 原子核レーザー分光研究ユニット
ユニットリーダー 山口 敦史(D. Sci.)
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。
研究主分野
- 総合理工
研究関連分野
- 工学
- 物理学
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
主要論文
「*」は、理研外のみでの成果です。
- 1.
*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). - 2.
*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). - 3.
*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). - 4.
*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 -ray Energy Difference"
Phys. Rev. Lett. 123, 222501 (2019). - 5.
*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).
関連リンク
- 2025年3月10日クローズアップRIKEN 研究最前線「究極の時計「原子核時計」への挑戦」
- 2025年9月30日お知らせ「理化学研究所 科学講演会2025『No 量子, No Life!-量子科学がつくる未来の技術-』を開催しました」
- YouTube理研チャンネル「理化学研究所 科学講演会2025 講演③『時計はどこまで正確になれるのか?~原子核時計の開発~』」
メンバーリスト
主宰者
- 山口 敦史
- ユニットリーダー
お問い合わせ先
〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1
Email: atsushi.yamaguchi.fv@riken.jp
