1 国家核研究中心,05-540 'wierk,波兰 2 华沙大学重离子实验室,02-093 华沙,波兰 3 华沙大学物理学院,02-093 华沙,波兰 4 华东师范大学物理系,上海 200241,中国 5 Horia Hulubei 国家物理与核工程研究所,077125 布加勒斯特,罗马尼亚 6 国家核物理研究所,I-35131 帕多瓦,意大利 7 北京大学物理学院核物理与技术国家重点实验室,北京 100871,中国 8 北京航空航天大学物理学院,北京 102206,中国 9 京都大学汤川理论物理研究所,京都 606-8502,日本 10 IJCLab,CNRS/IN2P3;巴黎萨克雷大学,91405 奥赛,法国 11 塔尔苏斯大学工程学院自然科学与数学科学系,33480,梅尔辛,土耳其
Th 核中的低能同质异能态 (eV) 已引起人们的广泛兴趣,因为它可以用于设计超精密核钟[1-4]、光学范围的核激光器[5,6]和 VUV 范围的核发光二极管[7],也可以用于研究许多不寻常的过程:Th 在激光辐射下通过电子桥处的电子壳层激发和衰变[8-15],通过边界条件 [16]或化学环境 [17,18]控制同质异能能级衰变,Th 异构体的衰变[19]及其伴随的轫致辐射[20],精细结构常数和强相互作用参数变化的相对效应[21-23],长时间内衰变定律的指数性检验[24],等等。
已知 229 Th 原子核具有同质异能态,其能量比基态高出约 8 eV,比典型的核激发能低几个数量级。这启发了低能核物理领域的研究,其中核跃迁率将受电子壳层影响。低能量使 229 Th 同质异能体易于进行共振激光激发。利用激光冷却的捕获钍离子或透明固体中的钍掺杂离子实现核共振,可作为非常高精度光学时钟的参考。这种核钟与传统原子钟之间的精确频率比较将提供对超出标准模型的假设新物理效应的灵敏度。虽然 229 Th 的激光激发仍然是一个尚未解决的难题,但最近的实验已经提供了有关跃迁能量和相关核特性的重要信息。
人们对 229 Th 核中低能级同质异能态 3 / 2 + ( E < 10 eV)产生了浓厚的兴趣,因为可以设计超精密核钟 [1, 2, 3, 4]、光学范围的核激光器 [5, 6] 和 VUV 范围的核发光二极管 [7],以及研究许多不寻常的过程:激光辐射通过电子桥处的电子壳层激发和衰变 229 m Th [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15],通过边界条件 [16] 或化学环境 [17, 18] 控制同质异能能级 γ 衰变,229 m Th 异构体的 α 衰变 [19] 及其伴随的轫致辐射 [20],精细结构常数和强相互作用参数变化的相对影响 [21, 22, 23]、长时间衰变定律的指数性检验 [24] 等。229 m Th 同质异能态的激发能量是所有已知原子核中最低的。根据最新数据 [25],它的能量 E is 为 8.19±0.12 eV。这个结果与文献 [26] 中获得的 E is = 8.28±0.17 eV 值接近,也与文献 [27] 测量的 E is = 8.10±0.17 eV 和文献 [28] 中的 E is = 7.8±0.5 eV 接近。在此之前,在 1990 年至 2007 年的相当长的一段时间内,人们认为 E is < 5 eV [29, 30]。目前,233 U 的 α 衰变实际上是获得 229 m Th 异构体的唯一方法。目前无法通过激光辐射有效激发 229 m Th,因为这需要比现在更精确地了解跃迁能量。因此,在工作 [7] 中,提出通过非弹性电子散射激发 229 m Th。事实证明,在束流能量区域 E ≈ 10 eV 内,激发截面达到 10 − 25 cm 2 的值。如此大的截面表明,使用带负电的粒子束获得 229 m Th 的方法是有前途的。作为工作 [7] 的延续,我们在此考虑低能μ子与 229 Th 核的非弹性散射过程。此类工作的先决条件可能是以下考虑。在 Born 近似中,核激发到能量为 E 的同质异能态的截面在文献 [31] 中通过分析获得,在文献 [32] 中通过分析获得。磁偶极子 ( M 1) 跃迁和电四极子 ( E 2) 跃迁的截面形式为 [31, 32]
摘要:电化学混合电容器中的能量储能涉及快速的法拉达反应,例如在电池中观察到的互嵌型机制,或在适当电势下发生在固体电极表面上的氧化还原过程。混合钠离子电化学电容器带来了电容器高功率和电池的高特异能的优势,在这些电池中,活性炭用作关键的电极材料。活性炭中的电荷存储是由吸附过程而不是氧化还原反应引起的,并且是电气双层电容器。具有高表面积和高电导率的相互连接的多孔结构的高级碳材料是有资格获得有效储能的先决条件。
在电荷状态(SOC)的帮助下估计剩余能量,这意味着在任何S O C间隔中,剩余能量被错误地假定为恒定。为了说明这一点,图1(a)分别显示了相对于蓝色和绿色的SOC的残余能量和差异能量。借助差分分析(DWA)计算差异能,类似于差分电压分析[6],基于测试的商业NCA/C + SI电池电池的准敞开电路(QOCV)。DWA的值是负数的,因为剩余的能量随着SOC的降低而降低,表明通常可以从细胞中抽取更多SOC的能量,以提高SOC的较高SOC。因此,尽管SOC度量通常用于剩余能量估计,但它不能反映可以准确从电池电池中抽出的能量。[7]剩余可用能量估计的另一个挑战是
利用相干电磁辐射对基本量子系统进行共振激发是许多物理学实验的核心,例如原子和分子光谱、原子钟、量子信息处理等。相干激光激发有许多应用,特别是需要高精度控制量子叠加态的频率或相位时,但迄今为止它在核物理中几乎没有使用[1]。从典型的核激发能量和可用的激光光子能量之间的巨大不匹配可以理解激光激发原子核的困难。核激发已经在激光产生的等离子体中得到证实,其中相互作用是通过在强激光场中加速的电子介导的,电子在碰撞中或通过X射线范围内的轫致辐射与原子核相互作用[2]。不同的原子核已经通过同步辐射在6 – 60 keV能量范围内的跃迁上进行共振激发,寿命在纳秒到微秒范围内[3]。 Sc-45 的 12.4 keV 共振最近在欧洲 x 射线自由电子激光器 [4] 上被激发,其寿命为 0.47 秒。Th-229 原子核以其独特的低能同质异能态而闻名 [5 – 7] 。其激发能量为 8.4 eV,使核跃迁处于真空紫外 (VUV) 光谱范围内,使其可用于台式激光系统和精密光学工具的实验