科目ナンバー

SG-MP5-2C36

履修条件・関連科目等

量子力学の基礎的な内容を修得していることが望ましい。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

最新の原子時計の周波数精度は１８桁に到達している。この驚異的な測定精度を可能にする原子時計の歴史は、レーザー、レーザー冷却、光周波数コム、光格子時計といった革新的な技術の発明の歴史である。授業ではまず、原子時計の重要な要素である原子と光の相互作用について学ぶ。そして、原子時計の精度が科学者の独創的なアイディアによりいかに向上してきたか、その工夫の歴史を学ぶ。後半では、原子時計の応用と、さらなる精度向上を実現できると期待されている原子核時計について学ぶ。

科目目的

原子時計について学び、高精度な周波数計測技術に関する専門性を身につける。また、いかに科学者の独創的なアイディアが原子時計の精度向上に貢献してきたか、その歴史を学ぶことで、独創的な発想の重要性を学ぶことを目的とする。

到達目標

量子力学に基づく原子時計の動作原理、そして何が最先端の原子時計の精度を決めているのか理解することを目指す。

授業計画と内容

第１回（１日目）: はじめに(原子時計とは？）
第２回（１日目）: 原子と光の相互作用I
第３回（１日目）: 原子と光の相互作用II　(原子のレーザー冷却）
第４回（１日目）: 原子と光の相互作用III（超高分解能レーザー分光）

第５回（２日目）: 原子時計の性能(周波数安定度と確度)
第６回（２日目）: 周波数安定化レーザー
第７回（２日目）: 光周波数コム
第８回（２日目）: イオントラップ時計

第９回（３日目）: 光格子時計I
第10回（３日目）: 光格子時計II
第１１回（３日目）: 原子時計の応用I
第１２回（３日目）: 原子時計の応用II（相対論的測地学）

第１３回（４日目）: 原子核時計I
第１４回（４日目）: 原子核時計II

授業時間外の学修の内容

その他

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

講義中に課題を出すので、適宜レポートを提出

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実施しない

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

実施しない

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

はい

【実務経験有の場合】実務経験の内容

2013年～現在 理化学研究所 香取量子計測研究室において、光格子時計、原子核時計を開発。

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

現在の職場で、光格子時計および原子核時計を開発したきた。そこで培われた原子時計開発の詳細なども適宜交えながら講義を行う。

テキスト・参考文献等

最新の研究成果である英文論文が最も参考になるため、適宜授業で紹介する。

その他特記事項

お問い合わせは atsushi.yamaguchi.fv@riken.jp までお願いします。

参考URL