論文の概要: Decay-Resolved Charge Changes from Radioactive Decays in Levitated Microparticles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.14979v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 08:40:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 18:28:57.881043
• Title: Decay-Resolved Charge Changes from Radioactive Decays in Levitated Microparticles
• Title（参考訳）: 浮遊微粒子中の放射性崩壊からの脱離分解電荷変化
• Authors: Jiaxiang Wang, T. W. Penny, Yu-Han Tseng, Benjamin Siegel, David C. Moore,
• Abstract要約: 球内の個々の放射性崩壊から生じる、光学的に浮遊したシリカ微粒子の純電荷の離散的な変化。 注入された212ドル(約2万2000円)のPbの崩壊で放出された粒子とその娘たちは、シリコン光増倍剤の配列で読み上げられたシンチレータで検出される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9430434139378766
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We measure event-by-event discrete changes in the net electric charge of an optically levitated silica microsphere arising from individual radioactive decays within the sphere, in coincidence with energy depositions in a nearby scintillation detector. The net charge of the levitated sphere is continuously monitored by measuring its driven response to an oscillating electric field, allowing individual charge-change events to be resolved on millisecond timescales with precision below an elementary charge. Simultaneously, $α$ and $β$ particles emitted during decays of implanted $^{212}$Pb and its daughters are detected using a scintillator read out with an array of silicon photomultipliers. By correlating reconstructed charge-change times with the scintillator response, we can directly attribute abrupt changes in the sphere's net charge to individual nuclear decays, and identify differences in the distribution of charges ejected for $α$ and $β$ decays. These results establish a new approach for studying low energy charged particles emitted by radioactive decays at the single-decay level, and identify showers of radiogenically produced low-energy electrons emitted by $α$-decaying radon daughters implanted near solid surfaces.
• Abstract（参考訳）: 我々は、近傍のシンチレーション検出器におけるエネルギー沈着と偶然に、球内の個々の放射性崩壊から生じる光学緩和シリカマイクロスフィアの純電荷のイベント・バイ・イベントの離散的な変化を測定する。 浮上球のネット電荷は、振動する電場に対する駆動応答を計測し、基本電荷以下の精度でミリ秒の時間スケールで個々の電荷変化イベントを解決し、継続的に監視される。 同時に、移植された$^{212}$Pbとその娘の崩壊中に放出される$α$および$β$粒子は、シリコン光増倍剤の配列で読み出されたシンチレータを用いて検出される。 再構成された電荷変化時間とシンチレータ応答とを関連付けることで、球の純電荷の急激な変化を個々の核崩壊と直接的に関連付け、α$とβ$の崩壊のために放出される電荷の分布の違いを識別することができる。 これらの結果は、放射性崩壊によって放出される低エネルギー荷電粒子を単層で研究するための新しいアプローチを確立し、固体表面近傍に埋め込まれたα$分解ラドン娘によって放出される低エネルギー電子のシャワーを同定する。

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