${}^{229}mathrm{Th}$核钟同位素的辐射衰变观测
摘要：放射性同位素钍-229的核心具有一种具有异常低激发能量的同质异能级，使得直接激光操控核态成为可能。因此，它是下一代光学钟使用的最佳候选物。这种核钟将是一种独特的工具，用于测试基础物理学等方面。虽然对于这种特殊核态的间接实验证据是相当古老的，但是最近通过观察同质异能级的电子转换衰变和其超精细结构在激光光谱学研究中证实了其存在，从中可以得到有关同质异能级的激发能量、核自旋和电磁矩的信息。进一步的研究报告了电子转换寿命并改进了异能级的能量。尽管最近取得了进展，但是作为核钟发展的关键组成部分，异能级的辐射衰变仍然未被观察到。 在这封信中，我们报道了在鐠-229m中（镁氟化物和钙氟化物的大禁带带隙晶体中）的辐射衰变的检测结果。通过在CERN的ISOLDE设施中对镶嵌在大禁带带隙氟化钙和氟化镁晶体中的 鐠-229m进行真空紫外光谱测量，其中子虚吸收的真空波长为148.71(42)纳米，对应激发能量为8.338(24)电子伏。此值与最近的测量结果一致，并将不确定度降低了七倍。镶嵌在氟化镁晶体中的鐠-229m的半衰期确定为670(102)秒。在大禁带带隙晶体中观察到辐射衰变对未来核钟的设计有重要影响，能量的提高也有助于激光直接激发原子核的搜索。
作者：Sandro Kraemer, Janni Moens, Michail Athanasakis-Kaklamanakis, Silvia Bara, Kjeld Beeks, Premaditya Chhetri, Katerina Chrysalidis, Arno Claessens, Thomas E. Cocolios, Jo~ao M. Correia, Hilde De Witte, Rafael Ferrer, Sarina Geldhof, Reinhard Heinke, Niyusha Hosseini, Mark Huyse, Ulli K"oster, Yuri Kudryavtsev, Mustapha Laatiaoui, Razvan Lica, Goele Magchiels, Vladimir Manea, Clement Merckling, Lino M. C. Pereira, Sebastian Raeder, Thorsten Schumm, Simon Sels, Peter G. Thirolf, Shandirai Malven Tunhuma, Paul Van Den Bergh, Piet Van Duppen, Andr''e Vantomme, Matthias Verlinde, Renan Villarreal, Ulrich Wahl
论文ID：2209.10276
分类：Nuclear Experiment
分类简称：nucl-ex
提交时间：2023-06-21