用于轻离子的高精度质谱仪
原子物理
2020-02-27 v1
摘要
精确知晓轻原子核（如质子、氘核、氚核与氦-3核）的原子质量对多项物理学基础检验极为重要。然而，不同质谱仪近期对这些质量的高精度测量显示出五个标准偏差的不一致性。为以相对精度达几万亿分之一来确定最轻离子的质量并探究该质量难题，我们构建了低温多彭宁阱装置LIONTRAP（Light ION TRAP，轻离子阱）。该装置通过与单个碳离子的回旋频率比较测量单个囚禁离子的回旋频率，实现对相关原子质量的独立且更精确的测定。本文介绍了测量概念以及首个双补偿圆柱电极彭宁阱。此外，详细描述了质子与氧的原子质量首次测量活动的结果，得出mp = 1.007 276 466 598 (33) u与m(16O)= 15.994 914 619 37 (87) u。这些数据集的结果已于[F. Heisse et al., Phys. Rev. Lett. 119, 033001 (2017)]中给出。就质子原子质量而言，其不确定度较2014年CODATA值改善了三倍。
引用
@article{arxiv.2002.11389,
title = {High-precision mass spectrometer for light ions},
author = {Fabian Heiße and Sascha Rau and Florian Köhler-Langes and Wolfgang Quint and Günter Werth and Sven Sturm and Klaus Blaum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.11389},
year = {2020}
}
备注
23 pages, 16 figures