論文の概要: Nuclear excitation of the $^{229}$Th isomer via defect states in doped crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.09992v2
• Date: Mon, 20 Jul 2020 07:57:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-23 08:52:04.179018
• Title: Nuclear excitation of the $^{229}$Th isomer via defect states in doped crystals
• Title（参考訳）: ドープ結晶の欠陥状態による$^{229}$Th異性体の核励起
• Authors: Brenden S. Nickerson, Martin Pimon, Pavlo V. Bilous, Johannes Gugler, Kjeld Beeks, Tomas Sikorsky, Peter Mohn, Thorsten Schumm, Adriana P\'alffy
• Abstract要約: Th原子核がCaF$$クリスタルにドープされると、電子欠陥状態の集合が結晶バンドギャップに現れる。 これらの欠陥状態と8eV229m$Th核異性体とのカップリングについて理論的に検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: When Th nuclei are doped in CaF$_2$ crystals, a set of electronic defect states appears in the crystal bandgap which would otherwise provide complete transparency to vacuum-ultraviolet radiation. The coupling of these defect states to the 8 eV $^{229m}$Th nuclear isomer in the CaF$_2$ crystal is investigated theoretically. We show that although previously viewed as a nuisance, the defect states provide a starting point for nuclear excitation via electronic bridge mechanisms involving stimulated emission or absorption using an optical laser. The rates of these processes are at least two orders of magnitude larger than direct photoexcitation of the isomeric state using available light sources. The nuclear isomer population can also undergo quenching when triggered by the reverse mechanism, leading to a fast and controlled decay via the electronic shell. These findings are relevant for a possible solid-state nuclear clock based on the $^{229m}$Th isomeric transition.
• Abstract（参考訳）: Th原子核がCaF$2$結晶にドープされると、電子欠陥状態のセットが結晶バンドギャップに現れる。 CaF$_2$結晶中の8eV$^{229m}$Th核異性体へのこれらの欠陥状態のカップリングを理論的に検討した。 従来はニュアンスと見なされていたが, 欠陥状態は, 光レーザーを用いた励起励起や吸収を含む電子ブリッジ機構による核励起の出発点となる。 これらの過程の速度は、利用可能な光源を用いた異性体状態の直接光励起よりも少なくとも2桁大きい。 核異性体集団は、逆機構によって引き起こされた時にクエンチングを受け、電子殻を介して高速で制御された崩壊を引き起こす。 これらの発見は、$^{229m}$thの異性体遷移に基づく可能な固体核時計に関係している。

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