2025-04-26 東京大学
東京大学アト秒レーザー科学研究機構の山内薫特任教授と大学院理学系研究科の安藤俊明特任准教授、山田佳奈助教、岩崎純史教授らによる研究グループは、「強レーザー場超高分解能フーリエ変換（strong-field ultrahigh-resolution Fourier transform: SURF）分光法」に長尺干渉計を組み込むことによって、クリプトンイオン(Kr+)の2P1/2-2P3/2状態間のエネルギー差（微細構造分裂エネルギー）における同位体シフトを高い精度で測定し、相対論効果によって電子密度分布が歪むことを確認しました。
◆原子の微細構造分裂エネルギーの同位体効果は、相対論効果による電子密度分布の歪みを観測する理想的な系であることが知られています。しかしながら、実験上のさまざまな制約のために、その報告例は、この40年程前のバリウムイオンとフランシウム原子についての報告に限られていました。このSURF分光法の測定精度をさらに高めれば、同位体シフトに基づいて、標準模型を超えた議論ができると期待されます。
クリプトンイオン（Kr+）の同位体シフト。
相対論効果により近似曲線の傾きが負となる。（本論文より転載）
＜関連情報＞
- https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/10759/
- https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.7.L022025
Kr+の微細構造の同位体シフトと 83Kr+ 強磁場超高分解能フーリエ変換分光による Isotope shift of fine structure of Kr+ and hyperfine structure of 83Kr+by strong-field ultrahigh-resolution Fourier-transform spectroscopy
Toshiaki Ando, Kana Yamada, Atsushi Iwasaki, and Kaoru Yamanouchi
Physical Review Research Published: 25 April, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.7.L022025
Abstract
We determine the energies of hyperfine structure splitting of 83Kr+ and isotope shifts in the fine structure splitting of Kr+ with precision of sub-MHz (∼10−5cm−1) by strong-field ultrahigh resolution Fourier-transform spectroscopy. From the splitting energies, we determine the hyperfine structure constants of 83Kr+ and the isotope shift parameters of Kr+. Based on the field shift parameters, we identify the deformation of the electron density distribution of the 4p orbital of Kr+ originating from the relativistic effect.
