岡山大学と科学術振興機構（JST）との共同研究成果プレスリリースです。


2026（令和8）年 9月 22日
国立大学法人岡山大学
https://www.okayama-u.ac.jp/


＜発表のポイント＞
- レーザーでトリウム229原子核のわずかなエネルギーの違いを読み取り、原子核の周囲の原子配列を明らかにする新手法を開発しました。
- フッ化カルシウム結晶中のトリウム229が存在する環境を4種類識別し、その特徴を明らかにしました。
- この手法はより高精度な固体原子核時計の早期実現に役立つとともに、原子核物理や物性物理と量子技術をつなぐ研究基盤となります。



◆概 要
　国立大学法人岡山大学（本部：岡山市北区、学長：那須保友）の異分野基礎科学研究所の平木貴宏助教（特任）、吉村浩司教授、吉見彰洋准教授、増田孝彦准教授、高取沙悠理日本学術振興会特別研究員PD、岡井晃一助教（特任）（研究当時。現大阪大学日本学術振興会特別研究員PD）、オーストリア・ウィーン工科大学のThorsten Schumm教授らによる国際共同グループは、固体中のトリウム229原子核をレーザーで励起し、その周囲の局所環境（原子の並び方）を調べる「レーザーメスバウアー分光」法を開発しました。

　メスバウアー分光は、物質の中で原子核がどのような環境にあるかを調べる強力な方法として、化学、地質学、物性物理学など幅広い分野で広く使われてきましたが、これまではガンマ線しか使えなかったため、大型装置・放射線源が必要でした。

　今回の研究では、特別に低いエネルギーで励起できる原子核として知られているトリウム229に着目し、真空紫外レーザーを用いたメスバウアー分光により、フッ化カルシウム結晶中に入ったトリウム229原子核のわずかなエネルギーの違いを詳しく観測しました。その結果、結晶中にはトリウム229が入り込むサイト（トリウム229を取り囲む原子の配置）が4種類あることを発見しました。さらに、それぞれの原子核の励起状態の寿命を調べ、主要な2種類のサイトについては実験データと理論計算を組み合わせることでトリウム229周囲の原子配列を推定しました。

　本研究成果は、2026年8月20日に米国の科学雑誌「Science」に掲載されました。

　本成果は、極めて高精度な時計「原子核時計」、特に結晶を用いた固体原子核時計の設計に不可欠な情報を与えるものです。原子核時計は、現在の原子時計を超える精度を持つ次世代の時間標準として期待されており、物理定数の時間変化などの新しい物理の発見や革新的な計測技術につながる可能性があります。

　本件は、2026年9月22日に公開されました。



図. トリウム229原子核の基底状態と励起状態の分裂の様子



◆平木貴宏助教からのひとこと
　トリウム229は、レーザーで直接操作できる可能性を持つ、非常に珍しい原子核です。今回、結晶の中でトリウム229がどのような場所に入り、どのように振る舞っているのかを、原子核自身をセンサーとして利用して調べることができました。高精度固体原子核時計の実現には、結晶の中の環境を理解することが欠かせません。今回の成果は、そのための大きな一歩です。国際共同研究チームで長年積み重ねてきた実験技術と解析が形になり、とてもうれしく思っています。






◆論文情報
　論文名：Laser Mossbauer Spectroscopy of 229Th in CaF2
　著者：Takahiro Hiraki, Takahiko Masuda, Sayuri Takatori, Fabian Schaden, Michael Bartokos, Kjeld Beeks, Yuta Fukunaga, Andreas Gr??neis, Ming Guan, Georgy Kazakov, Thomas LaGrange, Adrian Leitner, Ira Morawetz, Ryoichiro Ogake, Koichi Okai, Martin Pimon, Martin Pressler, Thomas Riebner, Noboru Sasao, Felix Schneider, Thorsten Schumm, Kotaro Shimizu, Luca Toscani de Col, Tomas Sikorsky, Akihiro Yoshimi, Koji Yoshimura
　掲載誌：Science
　DOI：10.1126/science.aea7978
　URL：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aea7978


◆研究資金
　本研究は、日本学術振興会（JSPS）科学研究費助成事業（JP21H04473, JP24K00646, JP24H00228, JP24KJ0168, JP25K17413）、二国間交流事業（120242002）、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業CREST（JPMJCR24I6）、European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 and Horizon Europe research and innovation programme (Grant Agreement No. 856415 and No. 101087184)、Austrian Science Fund (FWF) [Grant DOI: 10.55776/F1004, 10.55776/J4834, 10.55776/ PIN9526523]、Schweizerischer Nationalfonds (SNF) fund 514788の支援を受けて実施しました。


◆詳しい研究内容について
　レーザーで原子核の周辺環境を可視化「固体原子核時計」を高精度化するレーザーメスバウアー法を実現
　https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r8/press20260821-8.pdf


◆参 考
・岡山大学異分野基礎科学研究所
　http://www.riis.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学異分野基礎科学研究所 量子宇宙研究コア
　https://www.xqw.okayama-u.ac.jp/
・岡山大学大学院環境生命自然科学研究科
　https://www.elst.okayama-u.ac.jp/


◆参考情報
・結晶中のトリウム229原子核アイソマーをX線で制御することに成功！～超高精度「固体原子核時計」実現に向けて大きく前進～〔岡山大学、高輝度光科学研究センター、京都大学、理化学研究所、大阪大学〕
　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000002386.000072793.html
・結晶中トリウム229原子核アイソマーのクエンチ機構の解明に前進～固体原子核時計のリセットは電子が担う？～〔岡山大学, 高輝度光科学研究センター, 京都大学, 理化学研究所, 大阪大学〕
　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000003746.000072793.html









岡山大学津島キャンパスに所在する岡山大学異分野基礎科学研究所（岡山市北区）



◆本件お問い合わせ先
＜研究内容に関するお問い合わせ＞
　岡山大学異分野基礎科学研究所 助教　平木貴宏
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1　岡山大学津島キャンパス
　TEL：086-251-8489
　FAX：086-251-7811
　https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id1591.html

　岡山大学異分野基礎科学研究所 教授　吉村浩司
　TEL：086-251-8499
　FAX：086-251-7811

＜JST事業に関するお問い合わせ＞
　科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ　金山晋司
　TEL：03-3512-3531

＜報道対応窓口＞
　科学技術振興機構 広報課
　TEL：03-5214-8404

＜岡山大学病院との連携等に関する件（製薬・医療機器企業関係者の方）＞
　岡山大学病院 新医療研究開発センター
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　下記URLより該当する案件についてお問い合わせください
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/ph_company/

＜岡山大学病院との連携等に関する件（医療関係者・研究者の方）＞
　岡山大学病院 研究推進課 産学官連携推進担当
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　TEL：086-235-7983
　E-mail：ouh-csnw◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/medical/

＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：086-251-8463
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学の研究機器共用（コアファシリティ）などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究機器の共用の体制・整備等の強化促進に関するタスクフォース（略称：チーム共用）
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：086-251-8705
　FAX：086-251-7114
　E-mail：cfp◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://corefacility-potal.fsp.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://venture.okayama-u.ac.jp/

　岡山大学メディア「OTD」（アプリ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000011.000072793.html
　岡山大学メディア「OTD」（ウェブ）：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000215.000072793.html
　岡山大学オリジナルグッズ Online Shop：https://okadaigoods.official.ec/
　岡山大学統合報告書2025：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000003715.000072793.html
　岡山大学SDGsホームページ：https://sdgs.okayama-u.ac.jp/
　岡山大学SDGs～地域社会の持続可能性を考える（YouTube）：https://youtu.be/Qdqjy4mw4ik
　岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw
　岡山大学地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）：https://j-peaks.orsd.okayama-u.ac.jp/
　産学共創活動「岡山大学オープンイノベーションチャレンジ」2026年4月期共創活動パートナー募集中：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000003912.000072793.html
　設置費・保守費・修理費・撤去費が不要なお得な研究機器レンタル・リース『SXプラットフォーム』
　https://sxplatform.jp/






国立大学法人岡山大学は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」を支援しています。また、政府の第1回「ジャパンSDGsアワード」特別賞を受賞しています。地域中核・特色ある研究大学として共育共創を進める岡山大学にご期待ください
- 岡山大学 文部科学省「地域中核・特色ある研究大学強化促進事業（J-PEAKS）」に採択～地域と地球の未来を共創し、世界の革新の中核となる研究大学：岡山大学の実現を加速とともに世界に誇れる我が国の研究大学の山脈を築く～
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html