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東京農工大、パラフィン表面におけるアルカリ金属原子の滞在時間分布の詳細を解明 - 日本経済新聞
発表日:2021年12月09日
パラフィン表面におけるアルカリ金属原子の滞在時間分布の詳細を解明
―原子時計の精度向上への期待―
国立大学法人東京農工大学大学院工学研究院先端物理工学部門の浅川寛太助教と畠山温教授、同大学院工学研究院応用化学部門の臼井博明教授らの研究グループでは、原子時計などの精密測定の精度向上に重要なスピン緩和防止コーティングであるテトラコンタン薄膜表面において、測定に使われるルビジウム原子の散乱過程を詳細に調べ、表面に滞在する時間が極端に長い成分があることを明らかにしました。本研究結果は、原子時計や原子磁力計などの精密測定の精度向上に役立つことが期待されます。
本研究成果は、American Physical Societyが発行する Physical Review A（12月6日付）に掲載されました。
論文タイトル:Measurement of the temperature dependence of dwell time and spin relaxation probability of Rb atoms on paraffin surfaces using a beam-scattering method
URL: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.104.063106
■現状:アルカリ金属などの気体原子は、原子時計や原子磁力計などの精密測定に用いられています。
その中でも原子時計は、GPSなどの技術に応用されており、我々の生活を支えています。気体原子を封入している容器の表面との衝突により気体原子のスピン(注1)の状態が変化することがあるということが知られていますが、その頻度が高いとこれらの精密測定の精度は低下してしまいます。したがって、これらの測定手法の精度向上のためには、容器表面と気体原子の衝突による気体原子のスピンの状態の変化を最小限にとどめる必要があります。衝突におけるスピン状態の変化を防ぐ手法として有力視されているのが、パラフィン(注2)などのスピン緩和防止コーティングです。スピン緩和防止コーティングの性能は、気体原子が容器の表面に衝突する際に、表面に滞在する時間がどれだけ短いかに依存します。一般的に、表面に滞在する時間は、前指数因子と呼ばれる量と、表面と気体原子の間の吸着エネルギーの大きさ、表面温度に依存します。先行研究で得られた72℃における平均表面滞在時間と吸着エネルギーの値から計算された前指数因子の値は、典型的な前指数因子の値より5桁大きく、その原因の究明が課題となっています（S. N. Atutov* and A. I. Plekhanov; "Accurate Measurement of the Sticking Time and Sticking Probability of Rb Atoms on a Polydimethylsiloxane Coating", Journal of Experimental and Theoretical Physics volume 120, 1 (2015)）。
※以下は添付リリースを参照
リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。
添付リリース
https://release.nikkei.co.jp/attach/623376/01_202112091101.pdf
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