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核钟异构体的激光光谱表征
同位素 229 Th 是已知的唯一一种在几电子伏特能量范围内具有激发态 229m Th 的原子核，这是原子价壳层中电子的典型跃迁能量，但比常见的核激发能低四个数量级。人们提出了许多利用这种独特核系统的应用，该系统可通过光学方法实现。其中最有希望的是一种性能优于现有原子计时器的高精度核钟。我们在此介绍 229m Th 2+ 超精细结构的激光光谱研究，得出基本核特性的值，即磁偶极矩和电四极矩以及核电荷半径。继最近直接检测到这种长期寻找的异构体之后，我们现在对其核结构进行了详细的了解，并提出了一种非破坏性光学检测方法。
![arXiv:2005.00141v1 [nucl-th] 2020 年 4 月 30 日](/simg/a\a5b363d8e69281e01fc1d4821276ef3826e7e046.webp)
arXiv:2005.00141v1 [nucl-th] 2020 年 4 月 30 日
电荷半径是原子核最基本的属性之一，用于描述其电荷分布。尽管 A 1 / 3 规则很好地描述了质量数函数的总体趋势，但一些精细结构（例如沿钙同位素链的演变和相应的奇偶交错）在密度泛函理论和从头算方法中都难以描述。在本文中，我们提出了一种描述钙同位素电荷半径的新假设，即在相对论平均场模型中计算的电荷半径上添加一个校正项，该校正项与库珀对的数量成比例，由 BCS 振幅和一个参数决定，并使用 BCS 方法处理配对相互作用。新假设的结果不仅与钙同位素的数据一致，而且与氧、氖、镁、铬、镍、锗、锆、镉、锡和铅等十种其他同位素链的数据也一致。值得注意的是，这个具有单一参数的假设可以描述整个周期表中的核电荷半径，特别是奇偶交错和抛物线行为。我们希望本研究可以激发更多关于其性质及其与用于解释电荷半径奇偶交错的其他效应的关系的讨论。