原子を流しながら「休まず時を測る」光格子時計へ

～連続する原子の流れから1.2ヘルツ幅の分光を実証～

2026（令和8）年8月6日
東京大学
理化学研究所
日本電子株式会社
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

極低温のストロンチウム原子を光のベルトコンベヤーで絶えず運びながら、1.2ヘルツ幅の高分解能な時計遷移スペクトルを観測しました。
流れる原子に沿って時計レーザーを照射する「縦励起」による新しい分光方式を開発し、原子の準備、時計遷移の励起、状態検出を流路上の異なる場所で同時に行いました。
分光計測の空白時間（デッドタイム）をなくす「ゼロデッドタイム動作」への道を開く成果であり、光格子時計の小型化や、重力場などを測る高精度センシングへの展開が期待されます。

東京大学 大学院工学系研究科の西田 光輝 大学院生、竹内 亮人 大学院生（研究当時）、香取 秀俊 教授（兼：理化学研究所 光量子工学研究センター チームディレクター）らと、日本電子株式会社の共同研究グループは、光格子時計の測定の空白時間（デッドタイム）をなくすために、極低温ストロンチウム原子を絶えず供給して分光する方法を開発しました。移動光格子を「原子のベルトコンベヤー」として用い、原子流に沿って時計レーザーを照射する縦励起を行いました。原子の準備、時計遷移の励起、状態検出を流路上の異なる場所で同時に進め、原子を供給し続けながら、フーリエ限界に近い1.2ヘルツ幅のスペクトルを得ました。本成果は、測定のデッドタイムをなくす「ゼロデッドタイム動作」への基盤となります。この動作が実現すれば、原子が時計レーザーの周波数を絶えず測ることで、その揺らぎを連続的に補正できます。これにより、短い測定時間で安定した計測が可能になるとともに、レーザーを安定に保つための大型装置への依存を減らし、光格子時計の小型化につながります。
本研究成果は、2026年8月6日（英国夏時間）付で国際科学雑誌「Nature Communications」のオンライン版に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（JST） 未来社会創造事業 大規模プロジェクト型「クラウド光格子時計による時空間情報基盤の構築」（研究開発代表者：香取 秀俊、グラント番号：JPMJMI18A1）の支援により実施されました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（487KB）

＜論文タイトル＞

“Spatially defined Rabi spectroscopy for uninterrupted optical clock interrogation”

DOI：10.1038/s41467-026-76017-1

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