Версия для печати темы

Автор: generalissimus1966 17.4.2016, 15:06

Дорогие коллеги, а кто в курсе, как обстоят сейчас дела с измерением расщепления основного уровня ядра тория-229? Помнится, несколько лет назад об этом много писали, демонстрировали разные установки, обещали сделать на этом переходе суперточные атомные часы, и т.д.
А сейчас ничего не найти. Понятно, что лет пять может занять исследование, но, неужели никаких промежуточных результатов, достойных опубликования, не появилось?

Автор: AtomInfo.Ru 17.4.2016, 15:19

Мимо меня боком это проходило.
Австрияки активничали, как помню. Посмотрел их сайт http://www.thorium.at/ - последняя новость за 2012 год

По-моему, просто какая-то общемировая мода была на торий, его собирались совать везде, где только можно. А сейчас мода сошла.

Автор: Dobryak 17.4.2016, 15:24

Точность атомных часов определяется шириной спектральной линии, а она есть величина обратная времени жизни атомного уровня. Лучшее, что удалось найти в атомных переходах --- время жизни в 2 минуты. Изомерное состояние тория, с энергией возбуждения в несколько электронвольт, имеет время жизни в 4 часа. Т.е., можно выгадать по ширине линии в 120 раз. Остался пустячок: набрать разумное количество этого изомера. Задача пока не решена. По ссылке вроде самые последние публикации:

http://jqi.umd.edu/news/solitary-confinement

Автор: generalissimus1966 17.4.2016, 15:43

По ссылке пишут даже про 6 часов.
Но я вот о чём:
В публикациях 2001 и более ранних приводится энергия этого уровня 3,5 плюс минус 1 эВ
В публикациях 2011-2012 приводится вдвое большая энергия, 7,65 плюс минус 0,05 эВ

Нет ли подвижек насчёт этих предсказаний? Может, опять не там ищут?

Т.е., как я понял, по структуре спектра альфа-частиц понятно, что изомерное состояние есть, но непонятно, как измерить реальную его энергию. Это так?

Автор: Dobryak 17.4.2016, 16:06

Альфа-линии с такой точностью не измерить. Источником тория-129 был альфа распад урана-233, частично он шел в основное состояние тория-229 со спином-четностью 5/2+, частично ожидался переход в изомер 3/2+, и искали фотоны из его радиационного перехода в основное состояние. Тяжело на свете пастушонку Пете --- так как это вакуумный ультрафиолет.

В последней публикации 2015 года искали прямое возбуждение изомера в синхротронном излучении, но не увидели (похоже, что точности не хватило)

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.253001

Автор: generalissimus1966 17.4.2016, 16:55

пишут, что формально не вакуумный, т.е. фтористый литий такие кванты пропускает (и даже азот под небольшим давлением).
http://eugenebo.livejournal.com/178191.html?thread=1473551#t1473551

Автор: Dobryak 17.4.2016, 17:38

Это уже фактически за горизонтом моих познаний

Автор: AtomInfo.Ru 10.5.2016, 22:27

http://www.en.uni-muenchen.de/news/newsarchiv/2016/thirolf_kernuhr.html

Ссылка на Nature, но она платная.
http://www.nature.com/nature/journal/v533/n7601/full/nature17669.html

Автор: Dobryak 11.5.2016, 9:55

Картинки к этой статье, уж какого качества получились...









Extended Data Figure 2: Overview of the experimental setup.
Overview of the experimental setup.



The buffer-gas stopping cell houses the 233U source, which is mounted onto the front end of a DC cage electrode system56. The 229Th α-recoil ions emitted from the source are stopped in the buffer-gas stopping cell filled with 40 mbar he…





Figure 4: Signal comparison.
Signal comparison.



a, Complete mass scan performed with the 233U source 1 (ref. 45). Units are given as atomic mass (u) over electric charge (e). b, Comparison of MCP signals obtained during accumulation of thorium and uranium in the 2+ and 3+ charge stat…



Figure 5: Background corrected 229Th isomeric decay signals.
Background corrected 229Th isomeric decay signals.



a, 229Th2+ signal (red) compared to 233U2+ (blue) as a function of the MCP surface voltage. Errors are indicated by shaded bands, given as the estimated s.d. of the Poisson distribution for sample size n = 1 (…

Автор: generalissimus1966 12.5.2016, 17:17

Спасибо! Значит, ждать появления ториевых часов ещё лет пятнадцать (в оптимистичном варианте)

Автор: Татарин 13.5.2016, 1:59

Тут какая-то дыра в логике... (минимум - у меня)
Если такая проблема хотя бы померить возбуждение этого изомера (напрямую, оптическими методами), то какие, нафиг, часы на нём?

Автор: generalissimus1966 13.5.2016, 11:52

Чем уже полоса, тем труднее померить. Чем уже полоса, тем точнее часы. Чем больше приз, тем меньше вероятность его выиграть
В расчётах 30-летней давности вообще энергия была вдвое меньше - 3 эВ, а не 7,5, как сейчас, возможно, что и сейчас ищут "не там".
Я же написал про "оптимистический вариант".

Автор: Татарин 13.5.2016, 17:15

Вот это меня и удивляет: засечь (просто засечь, однажды, и со всеми лабораторными послаблениями) оптически активный переход (причём, уже возбуждённый) - ГОРАЗДО проще, чем построитьна нём какой-нить прибор.
И если уж с этим такие трудности, то с приборами заведомо будут опаньки.

Автор: generalissimus1966 17.2.2017, 17:48

Народ, однако, ни у нас, ни у них, эту тему не бросает:
http://plasma.mephi.ru/ru/uploads/files/conferences/LaPlas2017/Presentations/07_Tkalya_Presentation_LaPlas-2017.pdf
свежачок!

Автор: generalissimus1966 6.5.2024, 19:52

Ну, что, победа!..
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.182501
https://physics.aps.org/articles/v17/71
В качестве носителя тория они использовали искусственно выращенные кристаллы фторида кальция, допированные торием. Для возбуждения построили перестраиваемый лазер на нелинейной оптике, чтобы загнать волну в столь коротковолновый диапазон.
В итоге, смогли получить флюоресценцию на нужной длине волны, и проверить её отсутствие с торием-232 вместо 229.
Уточнили энергию этого уровня в 800 раз, по сравнению с предыдущими попытками.
Получается, что флюорит не так уж сильно поглощает на этой длине волны, а, значит, можно обойтись без плазменно-магнитных и прочих ловушек. При таком уровне допирования, пусть даже "свет" (ну, на самом деле, всё же, вакуумный ультрафиолет) доходит только от первых десятков микрон поверхностного слоя, его интенсивность достаточна для регистрации.
Получили экспериментально время жизни 630 секунд в кристалле, и 1470 секунд (плюс-минус 50) в пересчёте на вакуум, что находится в хорошем согласии с теорией.
Что удивляет, это, на самом деле, одна из самых лобовых схем. И, несомненно, на заре исследований тория-229 она точно использовалась. Просто, видимо, не там искали, 15-летней давности оценки этой энергии вообще были 3,6 эВ. Потом появилось значение 7,2 эВ. А, по факту, оказалось 8,35574(3) эВ.

Я считаю - в пределах 10-20 лет надо ждать переопределения секунды!