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，産業技術総合研究所（産総研），ウィーン工科大学は，大型放射光施設SPring-8の高輝度X線を用いて，固体結晶中のトリウム229をアイソマー状態に励起し，それが基底状態に戻る際の光を観測することに成功した（ニュースリリース）。
原子核は環境の影響を受けにくいため，固体に埋めこんでも高精度を保つことが可能で，固体原子核時計の実現が期待されている。しかし，これまでは固体中のアイソマー状態がどのようにして脱励起するのか，また，どうやってその寿命を短くするのかが大きな課題だった。
研究グループはSPring-8のBL19LXUの高輝度X線を用いて行なった。最初にトリウム229は基底状態にあるが，これに約29keVのエネルギーを持つX線を照射すると，いったん第二励起状態に遷移したのちに，その半分以上はアイソマー状態に遷移する。
遷移は原子核共鳴散乱と呼ばれる手法を使って確認する。この手法を固体結晶中に埋めこんだトリウム229に適用してアイソマー状態を生成した。ここで使用した固体結晶はフッ化カルシウム（CaF2）にトリウム229を埋めこんだもので，ウィーン工科大学との共同研究で開発したものとなっている。
この固体結晶に，第二励起状態のエネルギーに合わせたX線を照射して，固体結晶内のトリウム229をアイソマー状態にし，その脱励起の光を観測した。この光の波長は，8.4eVのエネルギー差に相当する148nmで，真空紫外光と呼ばれ，空気中ではすぐに吸収されてしまう。使用したフッ化カルシウム結晶はこの波長域の光でも透過可能。
信号として共鳴散乱したX線を，下は真空紫外光を採用し，同じX線のエネルギーで信号が増えているのが観測され，固体結晶中にトリウム229のアイソマー状態が生成されており，真空紫外光を発光して基底状態に戻っていることが分かった。
アイソマー状態の脱励起の時間変化は，アイソマー状態の数が半分になる時間が約450秒で，信号が減少しているのが見える。X線の照射時間を変化させたときの，照射直後の信号の変化は，半減期に応じた曲線で徐々に増加すると予想していたが，実際はすぐに一定値に達して増加しなくなった。
これは，X線照射中にアイソマー寿命が減少していることを表しており，アイソマー状態がX線照射により強制的に脱励起していることを表しており，クエンチ現象と呼んでいる。
研究グループは，これらの成果により固体原子核時計の実現に向けて大きく前進が期待されるとしている。
