О проблемах создания ядерно-оптического стандарта частоты на основе ²²⁹Th

Ф. Ф. Карпешин¹, М. Б. Тржасковская², Л. Ф. Витушкин¹

¹ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», г. Санкт-Петербург, Россия

²НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ, г. Санкт-Петербург, Россия

Использование резонансных свойств электронной оболочки является решающим фактором создания стандарта частоты и часов следующего поколения на основе ядерно-оптического резонанса [1]. Наиболее вероятным кандидатом является 8.2-эВ изомер ^229mTh. Использование резонансных свойств электронной оболочки как оптического резонатора позволит создать новые лазерные технологии для оптической накачки ядерных изомеров и других манипуляций над атомными ядрами.

В работе проведен анализ экспериментальных результатов. Рассмотрен вклад Е2-компоненты в электромагнитный распад ядерного изомера, и проведено первое наблюдение зависимости времени жизни изомера от внешних условий [1, 2], которое наряду с выравнивающей ролью фрагментации одноэлектронных уровней указывает на возможное разрешение ториевой загадки.

Последовательный теоретический анализ должен позволить оптимизировать электронно-ядерную конфигурацию ²²⁹Th, наиболее подходящую для возбуждения ядерно-оптического резонанса. Практически удобным является метод, известный в метрологии как комб-генератор [3]. Посредством этого метода, используя единственный лазер, можно возбудить ядерный изомер путем кратного умножения гармоник.

Литература

1. Витушкин Л. Ф., Карпешин Ф. Ф., Тржасковская М. Б. Актуальные проблемы создания ядерно-оптических стандартов частоты на основе ²²⁹Th // Ядерная физика. 2020. Т. 83, № 32. С. 463–469.
2. Karpeshin F. F., Trzhaskovskaya M. B. A proposed solution for the lifetime puzzle of the ^229mTh⁺ isomer // Nucl. Phys. A. 2021. V. 1010, № 1. P. 122173–122184.
3. Карпешин Ф. Ф., Тржасковская М. Б. Ядерно-оптические стандарты частоты: новое поколение // Труды ИПА РАН. 2016. Вып. 36. С. 15–20.