Эксперимент COLLAPS
Эксперимент COLinear лазерной спектроскопии ( COLLAPS ) расположен на установке ISOLDE в ЦЕРН. Целью эксперимента является исследование свойств основного и изомерного состояния экзотических короткоживущих ядер , включая спины , электромагнитные моменты и зарядовые радиусы . [1] Эксперимент проводится с конца 1970-х годов и является старейшим активным экспериментом ISOLDE. [2] [3]
| Список экспериментальных установок ISOLDE | |
|---|---|
| COLLAPS , CRIS , EC-SLI , IDS , ISS , ISOLTRAP , LUCRECIA , Miniball , MIRACLS , SEC , VITO , WISArD | |
| Другие удобства | |
| Врачи | Медицинские изотопы, собранные из ISOLDE |
| 508 | Лаборатория физики твердого тела |
Фон
[ редактировать ]Методика коллинеарной спектроскопии была разработана в середине 1970-х годов С. Л. Кауфманом. [4] Здесь описывается метод получения узких линий поглощения , в частности обеспечивающий идеальную чувствительность для экспериментов с короткоживущими изотопами .
В этом методе используются два луча: лазерный луч, проходящий через образец, и зондирующий луч. Выравнивание обоих лучей коллинеарно (по одному и тому же пути) позволяет контролировать временное и пространственное перекрытие. [5] Это позволяет одновременно исследовать ядерные свойства образца. [6]
Установка эксперимента
[ редактировать ]
COLLAPS расположен на предприятии ISOLDE в ЦЕРНе, что дает ему доступ к радиоактивным ионам, производимым лазерным источником ионов с резонансной ионизацией ISOLDE (RILIS). [7] Ионы доставляются в канал COLLAPS и возбуждаются с помощью перестраиваемых лазеров непрерывного действия с помощью метода коллинеарной спектроскопии. [8] [9] Лазерные системы производят лазерный свет в диапазоне от 210 до 1000 нм с узкой шириной линии . Системы позволяют получить доступ к атомным переходам, необходимым для короткоживущих ядер, производимых ISOLDE. [3]
Лазерную спектроскопию лучше проводить на нейтральном атоме, поэтому для нейтрализации ионного луча от ISOLDE необходима ячейка перезарядки (CEC). [7] CEC нейтрализует ионы, заставляя ионный луч сталкиваться с парами щелочи в ячейке и переносить заряд. Перед входом в ЦИК ионы повторно ускоряются ( задерживаются ) и сканируется атомный переход с помощью электродов с доплеровской настройкой. [10] Затем лазерная спектроскопия выполняется на нейтральном атоме, однако ее можно проводить и непосредственно на ионе. Система обнаружения, расположенная в конце луча, состоит из восьми асферических линз большого диаметра. [3] Атомы снимают возбуждение и выделяют флуоресцентный свет, который передается линзами на четыре фотоумножителя (ФЭУ).
Результаты
[ редактировать ]Ниже приведены некоторые примечательные результаты эксперимента COLLAPS. [11] [3]
- Зарядовые радиусы, спины и электромагнитные моменты для различных изотопов, включая магические изотопы.
- Разработка установки лазерной спектроскопии для исследования весьма экзотических изотопов. [12]
- Обнаружено первое прямое доказательство важности протонных и нейтронных возбуждений через зазоры оболочек в волновых функциях основного состояния богатых нейтронами изотопов Mn. [13]
Внешние ссылки
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «КОЛЛАПС | ИЗОЛЬДА» . isolde.cern . Проверено 11 июля 2023 г.
- ^ «Исследование ядер на пределе» . ЦЕРН Курьер . 18 сентября 2020 г. Проверено 11 июля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д «COLLAPS @ ИЗОЛЬДЕ-ЦЕРН» . свернуть.web.cern.ch . Проверено 11 июля 2023 г.
- ^ Кауфман, С.Л. (1 июня 1976 г.). «Лазерная спектроскопия высокого разрешения в быстрых пучках» . Оптические коммуникации . 17 (3): 309–312. дои : 10.1016/0030-4018(76)90267-4 . ISSN 0030-4018 .
- ^ Ньюгарт, Р; Биллоуз, Дж; Бисселл, ML; Блаум, К; Чил, Б; Фланаган, Коннектикут; Нейенс, Г; Нёртерсхойзер, В; Йорданов, Д.Т. (01.06.2017). «Коллинеарная лазерная спектроскопия в ISOLDE: новые методы и основные моменты» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 44 (6): 064002. doi : 10.1088/1361-6471/aa6642 . ISSN 0954-3899 .
- ^ Ван, С.Дж.; Ян, XF; Бай, Юго-Запад; Лю, ЮК; Чжан, П.; Лю, Ю.С.; Ху, HR; Ли, Х.В.; Тан, Б.; Кюи, БК; Он, CY; Ма, Х.; Ли, QT; Чен, Дж. Х.; Ма, К. (01 июня 2022 г.). «Строительство и пуско-наладка системы коллинеарной лазерной спектроскопии на БРИФ» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 1032 : 166622. arXiv : 2203.07859 . дои : 10.1016/j.nima.2022.166622 . ISSN 0168-9002 .
- ^ Jump up to: а б Хейлен, Х.; Девлин, CS; Джинс, В.; Бисселл, ML; Блаум, К.; Чил, Б.; Филиппинин, Л.; Руис, РФ Гарсия; Годфруа, М.; Ущелья, К.; Холт, доктор медицинских наук; Канеллакопулос, А.; Кауфманн, С.; Козорус, А.; Кениг, К. (25 января 2021 г.). "Лазерная спектроскопия высокого разрешения $^{27--32}\mathrm{Al}$" . Физический обзор C . 103 (1): 014318. arXiv : 2010.06918 . дои : 10.1103/PhysRevC.103.014318 .
- ^ «Эксперимент COLLAPS в ISOLDE (ЦЕРН)» . fys.kuleuven.be . Проверено 12 июля 2023 г.
- ^ «Исследование ядер на пределе» . ЦЕРН Курьер . 18 сентября 2020 г. Проверено 13 июля 2023 г.
- ^ Рэйт, К.; Ян, XF; Се, Л.; Бэбкок, К.; Беронь, Дж.; Биллоуз, Дж.; Бисселл, ML; Блаум, К.; Чил, Б.; Филиппинин, Л.; Гарсия Руис, РФ; Джинс, В.; Гроб, ЛК; Гайгалас, Г.; Годфруа, М. (10 августа 2017 г.). «Эволюция ядерной структуры в богатых нейтронами изотопах и изомерах нечетного цинка» . Буквы по физике Б. 771 : 385–391. дои : 10.1016/j.physletb.2017.05.085 . hdl : 2043/23715 . ISSN 0370-2693 .
- ^ РАЗРУШАЕТСЯ. «COLлинейная лазерная спектроскопия @ ISOLDE-CERN» . Архивировано из оригинала 18 ноября 2013 года . Проверено 12 июля 2023 г.
{{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ) - ^ Руис, РФ Гарсия; Ущелья, С; Бисселл, М; Блаум, К; Джинс, Вт; Хейлен, Х; Кениг, К; Кауфманн, С; Ковальска, М; Кремер, Дж; Ливенс, П; Мальбруно-Эттенауэр, С; Ньюгарт, Р; Нейенс, Г; Нёртерсхойзер, W (01 апреля 2017 г.). «Разработка чувствительной установки для лазерной спектроскопии исследований весьма экзотических изотопов кальция» . Журнал физики G: Ядерная физика и физика элементарных частиц . 44 (4): 044003. doi : 10.1088/1361-6471/aa5a24 . ISSN 0954-3899 .
- ^ Бэбкок, К.; Хейлен, Х.; Биллоуз, Дж.; Бисселл, ML; Блаум, К.; Кэмпбелл, П.; Чил, Б.; Гарсия Руис, РФ; Гепперт, К.; Джинс, В.; Ковальска, М.; Крайм, К.; Лензи, С.М.; Мур, ID; Нойгарт, Р. (12 ноября 2015 г.). «Доказательства повышенного нейтронного и протонного возбуждения между 51–63Mn» . Буквы по физике Б. 750 : 176–180. дои : 10.1016/j.physletb.2015.09.012 . hdl : 11577/3185428 . ISSN 0370-2693 .
| Большой адронный коллайдер (БАК) | |
|---|---|
| Большой электрон-позитронный коллайдер (LEP) | |
| Суперпротонный синхротрон (СПС) | |
| Протонный синхротрон (ПС) | |
| Линейные ускорители | |
| Другие ускорители | |
| ИЗОЛЬДЕ объект | |
| Неускорительные эксперименты | |
| Будущие проекты | |
| Похожие статьи |
|
