Cover Story: 待ちわびた時：超精密な原子核時計の実用化が現実に
Nature 633, 8028 (2024年9月5日)
原子時計は、あるエネルギー準位から別のエネルギー準位への電子の移動を使って時間を計測するものであり、現在の計時の標準となっている。原子核のエネルギー準位間の遷移に基づく原子核時計は、さらに高い精度をもたらすと期待されているが、原子核の量子状態間の遷移を、外部レーザーを用いて正確に調べるのは難しいことが分かっている。これは、機能する原子核時計を作るために必要な重要なステップである。今回C Zhangたちは、この問題を解決し、原子核の遷移と原子時計の遷移の直接的なつながりを示し、原子核時計を作るために必要な構成要素を実証している。彼らはまず、フッ化カルシウム結晶中にトリウム229の原子核を埋め込んだ（表紙画像）。次に、現在最も精密な原子時計に周波数を合わせた特別設計のレーザーから真空紫外光を照射して、この原子核を励起した。その結果、原子核遷移の量子状態が分解され、原子核構造についての知見が得られた。原子核遷移の周波数を原子時計と直接比較することで、正確な基準点が得られ、これによって原子核時計の実用化が現実的なものとなった。
