Espectroscopia láser del isómero Th 229 con carga triple para un reloj nuclear

Área de la Ciencia:

• Física nuclear
• Física atómica
• Metrología

Sus antecedentes:

• El torio-229 (229Th) tiene una transición nuclear óptica única adecuada para los relojes nucleares de próxima generación.
• Los iones de torio-229 triplemente cargados (229Th3+) son ideales para los relojes nucleares debido a las transiciones electrónicas cerradas que permiten el enfriamiento y la detección por láser.
• Las propiedades del isómero 229Th3+, en particular su vida útil de desintegración nuclear, son cruciales para la precisión del reloj, pero siguen siendo desconocidas.

Objetivo del estudio:

• Para atrapar y caracterizar el isómero nuclear 229Th3+.
• Para determinar el tiempo de vida de desintegración nuclear del 229Th3+ aislado.
• Para reducir la incertidumbre en la sensibilidad del reloj nuclear 229Th a las variaciones constantes de la estructura fina.

Principales métodos:

• Captura de iones 229Th3+ suministrados por una fuente de 233U.
• Espectroscopia selectiva de estado nuclear por láser.
• Determinación de las constantes hiperfinas para 229Th3+.

Principales resultados:

• Con éxito atrapado y aislado 229Th3+ iones.
• Se ha determinado la vida media de desintegración nuclear de 229Th3+.
• Reducción de la incertidumbre en la sensibilidad del reloj nuclear 229Th a las variaciones de las constantes de estructura fina por un factor de cuatro.

Conclusiones:

• El tiempo de vida de desintegración nuclear determinado y las constantes hiperfinas son parámetros clave para el reloj nuclear 229Th3+.
• Este trabajo avanza en el desarrollo de relojes nucleares de alta precisión.
• Los hallazgos apoyan aplicaciones en la búsqueda de nueva física y variaciones constantes fundamentales.