核物理学：原子核時計の中の歯車

原子殻の遷移ではなく原子核の遷移に基づく原子核時計は、既存の原子時計の性能を上回り、基本的な物理定数の時間変化に関する予測を検証するのに役立つ可能性がある。しかし、核遷移はあまりにも短寿命であったり、現在のレーザー技術では対処できなかったりするため、核遷移の大半には、活用するのが非常に難しいという問題が伴っている。現在、トリウム229（²²⁹Th）の第一励起状態と基底状態の間の遷移が、唯一の有望な候補である。²²⁹Th原子核時計の遷移の直接検出に成功したことが2016年に報告された。今回E Peikたちは、レーザー分光法を用いて、²²⁹Thの励起状態にあるイオンの超微細構造を分解している。この光学的研究によって、磁気双極子モーメント、電気四重極モーメント、核電荷半径などの、励起状態の基本的な核特性がいくつか明らかになった。今回の知見は、²²⁹Thを用いた原子核時計に影響を及ぼすと予想される系統的不確かさの将来の分析に情報を与える。従って、今回の研究によって、原子核時計の実現にもう一歩近づいたことになる。

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