Bombeo de rayos X del isómero del reloj nuclear 229Th

Área de la Ciencia:

• Física nuclear
• Física atómica

Sus antecedentes:

• El primer estado excitado metastable del torio-229 (229mTh) está cerca del estado fundamental y es accesible a través de láseres VUV.
• La manipulación precisa de los estados nucleares 229Th ofrece perspectivas para las aplicaciones de la física fundamental y del reloj nuclear.
• Los parámetros nucleares clave como las energías y las vidas medias de los niveles bajos de 229Th siguen siendo desconocidos, lo que dificulta la observación directa de la excitación y desintegración del isómero.

Objetivo del estudio:

• Para lograr el bombeo óptico activo en el isómero 229mTh.
• Para determinar los parámetros clave de la estructura nuclear del 229Th.
• Para restringir la energía del isómero 229mTh.

Principales métodos:

• Utilizó la radiación sincrotrón de banda estrecha de 29 kiloelectronvoltios para la excitación resonante.
• Dirigido al segundo estado excitado de 229Th, que se descompone predominantemente en el isómero.
• Las nuevas mediciones combinadas con los datos históricos de espectroscopia gamma.

Principales resultados:

• Se logró un bombeo óptico activo a 229mTh.
• Se ha determinado la energía de resonancia con una precisión de 0,07 eV.
• Se midió una vida media de 82,2 picosegundos y un ancho de línea de excitación de 1,70 nanoelectronvoltios.
• Extrajo la proporción de ramificación del segundo estado excitado en los estados básicos e isoméricos.

Conclusiones:

• El estudio demuestra un método para poblar el isómero 229mTh.
• Las mediciones precisas de los parámetros nucleares limitan la energía del isómero 229mTh.
• Este trabajo allana el camino para aplicaciones avanzadas utilizando el sistema nuclear 229Th.