用于核时钟及新物理探测的 Th III 离子
原子物理
2025-05-15 v2 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
Th 核拥有独特的 8.4 eV 低频率跃迁，正在被考虑用于开发极其精确的核时钟。我们研究 Th III 离子中的电子桥接过程，即通过电子跃迁实现核激发，证明恰当的激光频率可实现该效应的 1 万倍增强。电子也使核激发态寿命缩短 1.7 倍。此外，Th III 离子的电子结构呈现特征，使其特别适用于探测新物理。值得注意的是，其包含一个通过弱 M2 跃迁与基态相连的 metastable 态，可用于量子信息处理，以及搜索振荡阿克森场、检验局部洛伦兹不变性、测试爱因斯坦等价原理和测量核弱四极矩。该离子的电子态呈现 5f、6d、7s 单电子态的唯一的能级交叉。这一交叉使跃迁频率对时变细结构常数的灵敏度极高。
引用
@article{arxiv.2412.18308,
title = {Using the Th III Ion for a Nuclear Clock and Searches for New Physics},
author = {V. A. Dzuba and V. V. Flambaum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18308},
year = {2025}
}