原子核は、陽子と中性子からできていますが、陽子と中性子が運動していることや、原子核が必ずしも球対称でないことなど構造は複雑です。こうした構造を深く理解するには、原子核が最も安定な状態（基底状態）からエネルギーが少し高い状態（励起状態）にして観測すると、さまざまな情報が得られることが分かっています。中でも「0⁻」（スピン0、パリティ負）という状態は、原子核を理解するための重要な手掛かりになりますが、実験で効率よく観測することは困難でした。　京都大学大学院理学研究科の堂園昌伯助教（研究当時：東京大学大学院理学系研究科附属原子核科学研究センター特任助教）、理化学研究所仁科加速器科学研究センタ...

大田航 福井謙一記念研究センター特定助教、佐藤徹 同教授、縄田拓己 大阪大学博士後期課程学生、坂本雅典 同教授らの研究グループは、金ナノクラスターの表面を覆う配位子との相互作用を利用することで、その発光特性が制御可能であることを見出しました。　金ナノクラスターは、数個から数百個ほどの金原子が集まった、非常に小さな粒子です。生体への負担が小さく、体の組織を通り抜けやすい「近赤外光」を出して光ることから、体内を観察する際の目印（生体プローブ）への応用が期待されています。　また、金ナノクラスターは、エネルギー的に近接した複数の励起状態を形成し、それに起因した特異な発光挙動が見られます...

畠山琢次 理学研究科教授、儘田正史 同准教授、越智純毅 同助教、片岡宏太 同修士課程学生（研究当時）、Lee Taehwan 同博士後期課程学生らの研究グループは、「多重共鳴」とよばれる分子設計を発展させ、極めて小さな半値幅の発光を示す有機材料の開発に成功しました。　一般的な有機材料の発光は、40nm（nm、ナノメートル、10億分の1メートル）を超える半値幅（ピークの半分の高さでの幅）を有します。広い半値幅は、さまざまな色が混ざった光を意味し、ディスプレイが表現できる色域を制限する要因となります。有機発光材料を用いた有機発光ダイオード（OLED）は、スマートフォンなどのディスプレイで広...

京都大学化学研究所 鈴木慎二郎 博士後期課程学生、山田容子 教授らの研究グループは、同研究所 廣瀬崇至 准教授、慶應義塾大学理工学部 羽曾部卓 教授、酒井隼人 専任講師、国立研究開発法人物質・材料研究機構 林宏暢 主幹研究員らとの共同研究により、炭素環が7つ連なった「ヘプタセン」の誘導体（TIPS-Hep）を新たに合成し、その光物理的性質の解明に成功しました。　ヘプタセンなどの高次アセンは、次世代の光電子材料として期待される一方、極めて不安定で溶解性が低く、その性質は謎に包まれていました。本研究では、光を利用して...

現在、1秒の定義や衛星測位システムに用いられている原子時計をさらに超える高精度を目指し、「原子核時計」の実現に向けた研究が世界的に進展しています。トリウム229原子核は、レーザー光で直接励起できる特別な準安定な励起状態（アイソマー）を持ち、これを利用すれば、これまでにない安定な時間標準の構築が可能になると期待されています。　瀬戸誠 複合原子力科学研究所教授、北尾真司 同准教授、Ming Guan 岡山大学大学院生（研究当時）、吉村浩司 同教授、吉見彰洋 同准教授、依田芳卓 高輝度光科学研究センター（JASRI）特任研究員、永澤延元 同研究員、山口敦史 理化学研究所専任研究員、重河優大 ...

高橋義朗 理学研究科教授、田家慎太郎 同助教、高須洋介 同准教授、津野琢士 同修士課程学生（研究当時）らの研究グループは、小澤知己 東北大学教授と共同で、極低温のルビジウム原子を用いた実験により、「トポロジカル原子レーザー」の発振に世界で初めて成功しました。　本研究では、光（レーザー）の分野で発展してきた「非エルミート量子力学（利得と損失を伴う物理学）」を原子の世界に拡張するため、原子の内部状態を人工的な空間次元（人工次元）と見なす手法を用いました。さらに、通常は原子を冷却するために用いる「蒸発冷却」のプロセスを通して、特定の高エネルギー状態（トポロジカル端状態）にある原子を集中的に増...