$^{229}$Th 在不透明材料中的核谱学：$^{229}$ThO$_2$ 的激光转换电子穆斯堡尔谱学
原子物理
2026-01-21 v1 核实验
光学
量子物理
摘要
在此，我们首次演示了 Th 核同核异能态的激光诱导转换电子穆斯堡尔谱学，该技术能够在对与核跃迁共振的光不透明的材料中探测核跃迁。具体而言，我们激发了薄 ThO 样品中的核跃迁，该样品的带隙（约 6 eV）远小于核同核异能态能量（8.4 eV）。因此，激发态原子核可通过内转换快速衰变，导致电子从表面射出。通过收集这些转换电子，可以记录核谱学。与荧光光谱学不同，该技术适用于功函数小于核跃迁能量的材料，从而为研究开辟了更广泛的系统类别。此外，由于 ThO 可由无自旋同位素制成，且内转换衰变过程将同核异能态寿命缩短至仅约 10 s，使时钟询问时间相对减少约 倍，因此基于转换电子的核钟可使时钟不稳定性降低约 倍。
引用
@article{arxiv.2506.03018,
title = {$^{229}$Th Nuclear Spectroscopy in an Opaque Material: Laser-Based Conversion Electron M\"ossbauer Spectroscopy of $^{229}$ThO$_2$},
author = {Ricky Elwell and James E. S. Terhune and Christian Schneider and Harry W. T. Morgan and Hoang Bao Tran Tan and Udeshika C. Perera and Daniel A. Rehn and Marisa C. Alfonso and Lars von der Wense and Benedict Seiferle and Kevin Scharl and Peter G. Thirolf and Andrei Derevianko and Eric R. Hudson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03018},
year = {2026}
}
备注
18 pages, 7 figures