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工学部/工学系研究科 プレスリリース

ストロンチウム光格子時計の実効的魔法条件の決定 -19桁精度の時計の実現に向けて- : 物理工学専攻 牛島一朗助教、香取秀俊教授ら

 

理化学研究所(理研)開拓研究本部香取量子計測研究室の牛島一朗特別研究員(研究当時、現客員研究員、東京大学大学院工学系研究科助教)、髙本将男専任研究員、香取秀俊主任研究員(東京大学大学院工学系研究科教授)の研究チームは、ストロンチウム(Sr)原子を用いた「光格子時計」の高精度化に向けて、光格子レーザーによる共鳴周波数のずれ(光シフト)を高次の効果まで含めて精密に評価した結果、光シフトの影響を最小とする光格子の「実効的魔法条件」を導き出しました。

本研究成果は、現在の「秒」の定義であるセシウム原子時計の精度を3桁上回る「19桁精度」の光格子時計の実現に向けた重要なステップであり、秒の再定義への議論を活発化する成果です。また、19桁精度の時計は、ミリメートル精度の相対論的測地などを可能にし、時間/周波数の標準技術の枠を超えた、広範な応用の可能性を広げます。

今回、研究チームは、光格子中のSr原子の振動量子状態および光格子レーザーの強度と周波数を精緻に制御し、光格子の光シフトを評価しました。その結果、これまで実験的に観測されなかった電気四重極子/磁気双極子および超分極による高次分極効果の高精度測定に成功しました。このデータを基に、光格子の光シフトを19桁精度に低減する実効的魔法条件となる光格子レーザーの強度、周波数を決定しました。

本研究は、米国の科学雑誌『Physical Review Letters』の掲載に先立ち、オンライン版(2018年12月28日付け)に掲載されました。

 

 

プレスリリース本文:PDFファイル

Physical Review Letters : https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.263202

理化学研究所 : http://www.riken.jp/pr/press/2019/20190118_2/

科学技術振興機構(JST) : https://www.jst.go.jp/pr/announce/20190118-3/index.html