論文の概要: Half-life Measurements of Highly Charged Radioisotopes by Nuclear Recoil in a Penning Trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.06527v1
- Date: Sat, 02 Aug 2025 04:18:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-12 21:23:28.40927
- Title: Half-life Measurements of Highly Charged Radioisotopes by Nuclear Recoil in a Penning Trap
- Title（参考訳）: 核再コイルによる高電荷放射性同位体の半減期測定
- Authors: Scott Moroch, Carolyn Chun, Doug VanDerwerken, Ariana Shearin, Brian Beaudoin, Klaus Blaum, Timothy Koeth,
- Abstract要約: ペニングイオントラップを用いた非破壊核再コイル検出による高電荷放射性同位体の半減期測定法を提案する。
特定の重点は$rm 7Be3+$に置かれ、恒星の進化と太陽ニュートリノの生成に重要な役割を果たしている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a novel method for measuring the half-life of highly charged radioisotopes by non-destructive nuclear recoil detection in a Penning ion trap. A specific emphasis is placed on $\rm ^7Be^{3+}$, which plays a crucial role in stellar evolution and the production of solar neutrinos. The determination of the half-life is necessary to constrain the free electron capture rate in the solar environment, but is difficult to measure by existing techniques. Simulations of the sympathetic cooling of the recoiled daughter nuclei ($\rm ^7Li^{3+}$) with the trapped cloud of $\rm ^7Be^{3+}$ demonstrate a decay detection efficiency of $99.5\%$. A statistical analysis of half-life measurements on ensembles containing hundreds of ions shows that a final statistical uncertainty of less than $5\%$ is achieved with only 500 measured decays. By coherent control of hyperfine populations in trapped ions, the fidelity of the technique we describe enables the direct measurement and manipulation of state-dependent decay branching ratios for the first time.
- Abstract（参考訳）: ペニングイオントラップを用いた非破壊核再コイル検出による高電荷放射性同位体の半減期測定法を提案する。
特定の重点は、恒星の進化と太陽ニュートリノの生成において重要な役割を果たす$\rm ^7Be^{3+}$に置かれる。
半減期の決定は、太陽環境における自由電子捕獲速度を制限するために必要であるが、既存の手法で測定することは困難である。
再冷却された娘核(\rm ^7Li^{3+}$)のシンパネティック冷却のシミュレーションは、99.5\%$の崩壊検出効率を実証している。
何百ものイオンを含むアンサンブルの半減期測定の統計的分析は、500の崩壊しか測定されていない5\%以下の最終的な統計的不確かさが達成されることを示している。
閉じ込められたイオン中の超微細な集団のコヒーレントな制御により、我々が記述した手法の忠実さは、初めて状態依存の崩壊分岐比の直接測定と操作を可能にした。
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