論文の概要: Nuclear Excitation by Near-Resonant Electron Transition in $^{229}$Th$^{39+}$ Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06815v1
- Date: Tue, 13 Aug 2024 11:12:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 17:46:21.982738
- Title: Nuclear Excitation by Near-Resonant Electron Transition in $^{229}$Th$^{39+}$ Ions
- Title（参考訳）: $^{229}$Th$^{39+}$イオンにおける近接共鳴電子遷移による核励起
- Authors: Karol Kozioł, Jacek Rzadkiewicz,
- Abstract要約: 基底状態から8 eV 229m$Th異性体への核励起に関する理論的考察がなされている。
229m$Th異性体励起速度の上限は、共鳴時に1.05時間s1016$s$-1$という大きな値に達する。
- 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: Theoretical considerations are made for the nuclear excitation from the ground state to the 8 eV $^{229m}$Th isomer via near-resonant electron transitions in Sb-like ($q=39+$) thorium ions. The energy of the first excited atomic state ($J=7/2$) in the $^{229}$Th$^{39+}$ ion is estimated to be 8.308$\pm$0.011 eV, which is very close to the new reference value for the $^{229m}$Th nuclear isomer energy, 8.338$\pm$0.024 eV [Kraemer et al., Nature 617, 706 (2023)]. It was found that within the uncertainty range of both atomic and nuclear excitation energies, the rate of nuclear excitation by electron transition can vary by more than 20 orders of magnitude. Our results indicate that the upper theoretical limit for the $^{229m}$Th isomer excitation rate reaches an enormous value of $1.05\times10^{16}$ s$^{-1}$ at resonance ($\Delta=0$ meV). Additionally, it was shown that using an electron beam ion trap (EBIT), the production of the $^{229}$Th isomer can reach rates ranging from tenths to approximately $6\times10^{19}$ s$^{-1}$. Thus, EBIT experimental studies could serve as an extremely sensitive tool for the independent verification of the excitation energy of the isomeric state in the $^{229}$Th nucleus.
- Abstract（参考訳）: 基底状態から8eV$^{229m}$Th異性体への核励起に関する理論的考察は、Sb型(q=39+$)トリウムイオンのほぼ共鳴電子遷移を通じて行われる。
最初の励起原子状態(J=7/2$)のエネルギーは、$^{229}$Th$^{39+}$ イオンは8.308$\pm$0.011 eVと推定され、これは$^{229m}$Th核異性体エネルギーの新たな基準値に非常に近い。
原子励起エネルギーと原子励起エネルギーの両方の不確実範囲において、電子遷移による核励起の速度は20桁以上変化することが判明した。
我々の結果は、$^{229m}$Th異性体励起速度の上限値が1.05\times10^{16}$ s$^{-1}$ at resonance$\Delta=0$ meVであることを示している。
さらに、電子ビームイオントラップ(EBIT)を用いて、$^{229}$Th異性体の製造は10thsから約6\times10^{19}$ s$^{-1}$に到達できることを示した。
したがって、EBIT実験は、$^{229}$Th核における異性体状態の励起エネルギーを独立に検証するための非常に敏感なツールとして機能する可能性がある。
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