TY - JOUR

T1 - Оптические часы, основанные на двухфотонной спектроскопии ядерного перехода в ионе 229Th в монохроматическом поле

AU - Юдин, Валерий Иванович

AU - Тайченачев, Алексей Владимирович

AU - Прудников, Олег Николаевич

AU - Басалаев, Максим Юрьевич

AU - Гончаров, Андрей Николаевич

AU - Чепуров, Сергей Васильевич

AU - Пальчиков, Виталий Геннадьевич

N1 - Оптические часы, основанные на двухфотонной спектроскопии ядерного перехода в ионе 229Th в монохроматическом поле / В. И. Юдин, А. В. Тайченачев, О. Н. Прудников [и др.] // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2025. – Т. 121, № 5-6. – С. 365-374. – DOI 10.31857/S0370274X25030069. – EDN CBPJMB. Данная работа была поддержана Российским научным фондом (грант 22-72-10096). В. И.Юдин был также поддержан Министерством науки и высшего образования Российской Федерации (грант FSUS-2025-0011).

PY - 2025

Y1 - 2025

N2 - Для изотопа 229Th мы исследуем возможность двухфотонной лазерной спектроскопии ядерного часового перехода (148.38 нм) с использованием интенсивного монохроматического лазерного излучения на удвоенной длине волны (296.76 нм). Наши оценки показывают, что с использованием механизма электронного мостика в двукратно ионизованном ионе 229Th2+ будет достаточно интенсивности непрерывного излучения порядка 10-100 кВт/см2, что лежит в пределах досягаемости современных лазерных систем. Такая уникальная возможность обусловлена наличием в электронном спектре иона 229Th2+ исключительно близкого промежуточного (для двухфотонного перехода) уровня, формирующего сильный дипольный (E1) переход с основным состоянием на длине волны 297.86 нм, которая всего лишь на 1.1 нм отличается от длины волны пробного поля (296.76 нм). Полученные результаты могут быть использованы для практического создания ультра-прецизионных ядерных оптических ядерных часов на основе ионов тория-229 без использования вакуумного ультрафиолета. Кроме того, мы развиваем альтернативный подход к описанию явления электронного мостика в изолированном ионе (атоме) через оператор сверхтонкого взаимодействия, что является важным для общей квантовой теории атома. В частности, такой подход показывает, что вклад в электронный мостик от ядерного квадрупольного момента может быть сопоставим со вкладом от магнитного момента ядра.

AB - Для изотопа 229Th мы исследуем возможность двухфотонной лазерной спектроскопии ядерного часового перехода (148.38 нм) с использованием интенсивного монохроматического лазерного излучения на удвоенной длине волны (296.76 нм). Наши оценки показывают, что с использованием механизма электронного мостика в двукратно ионизованном ионе 229Th2+ будет достаточно интенсивности непрерывного излучения порядка 10-100 кВт/см2, что лежит в пределах досягаемости современных лазерных систем. Такая уникальная возможность обусловлена наличием в электронном спектре иона 229Th2+ исключительно близкого промежуточного (для двухфотонного перехода) уровня, формирующего сильный дипольный (E1) переход с основным состоянием на длине волны 297.86 нм, которая всего лишь на 1.1 нм отличается от длины волны пробного поля (296.76 нм). Полученные результаты могут быть использованы для практического создания ультра-прецизионных ядерных оптических ядерных часов на основе ионов тория-229 без использования вакуумного ультрафиолета. Кроме того, мы развиваем альтернативный подход к описанию явления электронного мостика в изолированном ионе (атоме) через оператор сверхтонкого взаимодействия, что является важным для общей квантовой теории атома. В частности, такой подход показывает, что вклад в электронный мостик от ядерного квадрупольного момента может быть сопоставим со вкладом от магнитного момента ядра.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=80461351

U2 - 10.31857/S0370274X25030069

DO - 10.31857/S0370274X25030069

M3 - статья

VL - 121

SP - 365

EP - 374

JO - Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики

JF - Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики

SN - 0370-274X

IS - 5-6

ER -