리서치 하이라이트

레이저 분광 광도계를 이용한 229mTh 원자핵시계 특성 분석

Nature 556, 7701

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원자 껍질 전이(atomic shell transition) 보다는 원자핵을 기반으로 하는 원자시계는 현존하는 원자 시계를 능가할 수 있으며, 기초적인 물리학 상수의 일시적인 변이를 예측하는 것을 도울 수 있다. 하지만, 원자 전이 대부분의 문제점은 이들이 매우 짧은 시간에 존재하며, 현재의 레이저 기술로는 확인하기 어렵기 때문에, 이를 구현하는 것이 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 최근 토리움-229의 여기 상태와 바닥 상태 간의 전이를 최초로 확인할 수 있는 실제 샘플이 제작되었다. 토리움-229 원자핵 시계 전이를 직접적으로 확인한 것은 2016년이 확인된 바 있었다. Ekkehard Peik와 공동연구원들은 여기 상태의 토리움-229에서 이온의 하이퍼파인 구조를 확인하기 위한 레이저 분광광도계를 이용하였다. 이렇게 제작된 광학 장치를 통해서 자기 다이폴과 전기적 쿼드러플 모멘트, 그리고 핵 대전 라디어스(nuclear charge radius)와 같이 여기 상태에 있는 핵의 궁극적인 특성이 일부 밝혀지게 되었다. 저자들의 이러한 연구 결과를 통해서 토리움-229를 기반으로 한 원자핵 시계에 영향을 주는 예상되는 전체적인 불확실성에 대해 더 많은 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

Article p.321
doi | 10.1038/s41586-018-0011-8 | 전문   | PDF

2018년4월19일 자의 네이처 하이라이트