Study of thorium in hypersonic gas jets: Ionization potentials of Th and Th$^+$
原子物理
2025-07-30 v1 核实验
摘要
对 Th 的中性态和单电离态 Th 进行激光离子谱，以识别 Th 的核时钟形同位物。在充氩气的气泡腔中进行 Th 的激光离子化方案搜索，发现由于碰撞熄灭效应和多个自离子态的存在导致光谱拥堵，其中一种自离子态的激光离子化效率至少为 。采用阈值法确定第二离子化电位为 eV。随后对原子 Th 的研究验证了阈值法。在高超声速气泡中进行光谱学，可抑制气体碰撞引起的熄灭，揭示一个收敛于第一离子化电位的Rydberg级，其第一离子化电位为 eV。气泡还能降低热罗斯的温度，使其实现 MHz 分辨率的高分辨激光光谱。使用多配置Dirac-哈特菲尔德-霍夫方法（MCDHF）计算离子化电位，理论值与实验值分别相差 和 。进一步使用准相对论哈特菲尔德方法显示， Th 在 cm 的中间态中存在显著混合。使用专为 U 退射源设计的快速提取气泡腔用于研究 Th，但未观察到光子离子化信号。
引用
@article{arxiv.2507.21946,
title = {Study of thorium in hypersonic gas jets: Ionization potentials of Th and Th$^+$},
author = {A. Claessens and F. Ivandikov and M. Brasseur and A. Dragoun and Ch. E. Düllmann and R. Ferrer and Yu. Kudryavtsev and P. Palmeri and P. Quinet and S. Raeder and D. Renisch and P. Van den Bergh and P. Van Duppen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.21946},
year = {2025}
}