双幻核 $^{208}$Pb 的高精度质量测量

利用高精度彭宁阱质谱仪 Pentatrap 测量 $^{208}$Pb$^{41+}$ 与 $^{132}$Xe$^{26+}$ 的回旋频率比 $R$，并采用基于第一性原理的全相对论多组态 Dirac-Hartree-Fock (MCDHF) 方法分别计算缺失的 41 个和 26 个原子电子的结合能 $E_{\text{Pb}}$ 与 $E_{\text{Xe}}$，以 $7\times 10^{-11}$ 的相对不确定度确定了 $^{208}$Pb 的绝对原子质量。$R$ 的测量相对精度为 $9\times 10^{-12}$。$E_{\text{Pb}}$ 与 $E_{\text{Xe}}$ 的计算不确定度分别为 9.1 eV 和 2.1 eV，由此得到 $^{208}$Pb 中性原子质量为 $207.976\,650\,571(14)$ u（u$=9.314\,941\,024\,2(28)\times 10^{8}$ eV/c$^2$）。该结果与 2020 年原子质量评估（AME 2020）在 $1.2\sigma$ 范围内一致，同时将精度提高了近两个数量级。这一新质量值直接提升了 Z=81-84 区域内 14 种核素的质量精度，也是 A>200 中最精确的质量值。因此，该测量建立了一个新的参考质量值区域，可用于例如超铀核素（包括超重核）的精密质量测定。