钍核光钟 钍核光钟

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提出的钍核光学钟是基于钍-229(229)核中特殊的8.4 eV核跃迁。由于钍-229原子核的隔离性和核跃迁的窄线宽,预计钍核光学钟的精度将超过现有的原子钟,这是目前最精确的时钟。
 
我们实现核光学钟的途径是基于钍离子。三价钍-229离子受到离子阱的限制。它们通过激光冷却或共感冷却冷却到几mK。在这个温度下,钍-229离子形成一种被称为库仑晶体的有序结构。这些离子在库仑晶体中与环境隔绝,可以长时间被限制,因此有利于核跃迁激发。电子桥跃迁是与电子跃迁和核跃迁耦合的跃迁,可以用来激发钍-229的核跃迁。有些电子跃迁比直接核跃迁具有更大的跃迁速率。
Fig. 1
三价钍-229离子的电子能级、电子跃迁及电子桥激发