論文の概要: Precision Spectroscopy of Fast, Hot Exotic Isotopes Using Machine
Learning Assisted Event-by-Event Doppler Correction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.13120v1
- Date: Tue, 25 Apr 2023 19:53:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-27 16:32:35.350795
- Title: Precision Spectroscopy of Fast, Hot Exotic Isotopes Using Machine
Learning Assisted Event-by-Event Doppler Correction
- Title（参考訳）: 機械学習によるイベントバイイベントドップラー補正を用いた高速・高温エキゾチック同位体の精密分光
- Authors: Silviu-Marian Udrescu, Diego Alejandro Torres, Ronald Fernando Garcia
Ruiz
- Abstract要約: 高速エキゾチック同位体の高感度・高精度レーザー分光法を実験的に提案する。
高度エネルギーのビームで直接飛行中の分光を行う能力は、ミリ秒の範囲で寿命の短い同位体を研究する特別な機会を与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6999740786886537
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose an experimental scheme for performing sensitive, high-precision
laser spectroscopy studies on fast exotic isotopes. By inducing a step-wise
resonant ionization of the atoms travelling inside an electric field and
subsequently detecting the ion and the corresponding electron, time- and
position-sensitive measurements of the resulting particles can be performed.
Using a Mixture Density Network (MDN), we can leverage this information to
predict the initial energy of individual atoms and thus apply a Doppler
correction of the observed transition frequencies on an event-by-event basis.
We conduct numerical simulations of the proposed experimental scheme and show
that kHz-level uncertainties can be achieved for ion beams produced at extreme
temperatures ($> 10^8$ K), with energy spreads as large as $10$ keV and
non-uniform velocity distributions. The ability to perform in-flight
spectroscopy, directly on highly energetic beams, offers unique opportunities
to studying short-lived isotopes with lifetimes in the millisecond range and
below, produced in low quantities, in hot and highly contaminated environments,
without the need for cooling techniques. Such species are of marked interest
for nuclear structure, astrophysics, and new physics searches.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,高速エキゾチック同位体の高感度・高精度レーザー分光法を提案する。
電場内を走行する原子の段階的共振イオン化を誘導し、その後イオン及び対応する電子を検出することにより、得られた粒子の時間及び位置感応測定を行うことができる。
混合密度ネットワーク(mdn)を用いて、この情報を利用して個々の原子の初期エネルギーを予測し、観測された遷移周波数のドップラー補正を事象ごとに適用することができる。
提案手法の数値シミュレーションを行い, 極低温で生成するイオンビームに対して, 最大10ドルkev, 非一様速度分布でkhzレベルの不確かさが得られることを示した。
高度エネルギービームで直接飛行中の分光を行う能力は、冷却技術を必要としない高温で汚染の高い環境で、ミリ秒以下の寿命の短寿命同位体を研究する特別な機会を提供する。
このような種は、核構造、天体物理学、新しい物理探索に顕著な関心を持っている。
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