izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-267Research ArticleИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫTIME AND FREQUENCY MEASUREMENTSИзомерная линия229Th как репер высокоточного стандарта частотыКарпешинФ. Ф.fkarpeshin@gmail.comТржасковскаяМ. Б.noemail@neicon.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. МенделееваRussian FederationПетербургский институт ядерной физики им. Б. П. КонстантиноваRussian Federation201607022023072932Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/267

Теоретически исследована проблема использования нуклида229Th в качестве нового ядерно-оптического стандарта частоты. Рассмотрен механизм двухфотонной оптической накачки изомера с энергией 7,6 эВ через атомную оболочку в однократно ионизованных атомах. Продемонстрирована решающая сила резонансного 8 s- 7 s перехода. Показано, что необходимая энергия обоих фотонов равна сумме энергий ядерного уровня и 7s -состояния атома. Время жизни изомера в однократно ионизованном атоме 165 с.

The problem of use of the nuclide of229Th as a candidate for the new nuclear-optical standard of frequency is theoretically investigated. Physics of the two-photon optical pumping the 7,6-eVisomer assisted by the electron shell is considered. The predetermining role of the resonant 8 s- 7 s electronic transition is reinstated. Principles of the most efficient experimental scheme are pointed out. It is shown that the required energy of the both photons is equal to the energy of the nuclear level plus the energy of the 7s atomic level. The calculated lifetime of the isomer in the single-ionized atoms is 165 s.

стандарт частотыоптический стандарт частотыядерный стандарт частотыизомер229mThядерные часыядерное возбуждение в атомном переходеnuclear frequency standardisomer229mThnuclear clocknuclear excitation by electronic transition (NEET)ReferencesBeck B. R., Becker J. A., Beiersdorfer P., Brown G. V., Moody K. J., Wilhelmy J. B., Porter F. S., Kilbourne C. A., and Kelley R. L. Energy Splitting of the Ground-State Doublet in the Nucleus 229Th // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 142501-?.Beck B. R., Becker J. A., Beiersdorfer P., Brown G. V., Moody K. J., Wilhelmy J. B., Porter F. S., Kilbourne C. A., and Kelley R. L. Energy Splitting of the Ground-State Doublet in the Nucleus 229Th // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 142501-?.Карпешин Ф. Ф., Тржасковская М. Б. Резонансная конверсия как основной канал распада 3.5-эв изомера в 229mTh // Ядерная физика. 2006. Т. 69. С. 596-?.Карпешин Ф. Ф., Тржасковская М. Б. Резонансная конверсия как основной канал распада 3.5-эв изомера в 229mTh // Ядерная физика. 2006. Т. 69. С. 596-?.Karpeshin F. F., Trzhaskovskaya M. B. Impact of the electron environment on the lifetime of the 229Thm low-lying isomer // Phys. Rev. C. 2008. V. 76. P. 054313-?.Karpeshin F. F., Trzhaskovskaya M. B. Impact of the electron environment on the lifetime of the 229Thm low-lying isomer // Phys. Rev. C. 2008. V. 76. P. 054313-?.Campbell C. J., Radnaev A. G., Kuzmich A., Dzuba V.A., Flambaum V. V., and Derevianko A. Single-Ion Nuclear Clock for Metrology at the 19th Decimal Place // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 120802-?.Campbell C. J., Radnaev A. G., Kuzmich A., Dzuba V.A., Flambaum V. V., and Derevianko A. Single-Ion Nuclear Clock for Metrology at the 19th Decimal Place // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 120802-?.Багаев С. Н. Разработка стандарта частоты на основе ультрахолодных атомов магния // Доклад на 9-ом Межд. Симп. по стандартам длины и времени. Суздаль, 17 - 19 сентября 2014 г.Багаев С. Н. Разработка стандарта частоты на основе ультрахолодных атомов магния // Доклад на 9-ом Межд. Симп. по стандартам длины и времени. Суздаль, 17 - 19 сентября 2014 г.Huntemann N., Sanner C., Lipphardt B., Tamm Chr., and Peik E. Single-Ion Atomic Clock with 3×10-18 Systematic Uncertainty // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 063001-?.Huntemann N., Sanner C., Lipphardt B., Tamm Chr., and Peik E. Single-Ion Atomic Clock with 3×10-18 Systematic Uncertainty // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 063001-?.Wense L., Seiferle B., Laatiaoui M., Neumayr J.B., Maier H.J., Wirth H.F., Mokry C., Runke J., Eberhardt K., Düllmann C.E., Trautmann N.G., and Thirolf P.G. Direct detection of the thorium-229 isomer: Milestone towards a nuclear clock // Nature. 2016. V. 533. P. 47-?.Wense L., Seiferle B., Laatiaoui M., Neumayr J.B., Maier H.J., Wirth H.F., Mokry C., Runke J., Eberhardt K., Düllmann C.E., Trautmann N.G., and Thirolf P.G. Direct detection of the thorium-229 isomer: Milestone towards a nuclear clock // Nature. 2016. V. 533. P. 47-?.Karpeshin F. F., Band I. M., Trzhaskovskaya M. B., Listengarten M. A. Optical pumping 229mTh through NEET as a new effective way of producing nuclear isomers // Phys. Lett. B. 1996. V. 372. P. 1-?.Karpeshin F. F., Band I. M., Trzhaskovskaya M. B., Listengarten M. A. Optical pumping 229mTh through NEET as a new effective way of producing nuclear isomers // Phys. Lett. B. 1996. V. 372. P. 1-?.Карпешин Ф. Ф. Деление ядра в мюонных атомах и резонансная конверсия. СПб.: Наука, 2006.Карпешин Ф. Ф. Деление ядра в мюонных атомах и резонансная конверсия. СПб.: Наука, 2006.Inamura T. T., Haba H. Search for a “3.5-eV isomer” in 229Th in a hollow-cathode electric discharge // Phys. Rev. C. 2009. V. 79. P. 034313-?.Inamura T. T., Haba H. Search for a “3.5-eV isomer” in 229Th in a hollow-cathode electric discharge // Phys. Rev. C. 2009. V. 79. P. 034313-?.Herrera-Sancho O. A., Nemitz N., Okhapkin M. V. and Peik E. Energy levels of Th+ between 7.3 and 8.3 eV // Phys. Rev. A. 2013. V. 88. P. 012512-?.Herrera-Sancho O. A., Nemitz N., Okhapkin M. V. and Peik E. Energy levels of Th+ between 7.3 and 8.3 eV // Phys. Rev. A. 2013. V. 88. P. 012512-?.Витушкин Л. Ф., Михайлов А. И. Двухфотонная ионизация атома фотонами из разных пучков // Оптика и спектроскопия. 1981. T. 50. C. 11-?.Витушкин Л. Ф., Михайлов А. И. Двухфотонная ионизация атома фотонами из разных пучков // Оптика и спектроскопия. 1981. T. 50. C. 11-?.Зон Б. А. , Карпешин Ф. Ф. Ускорение распада ядра 235mU за счет резонансной внутренней конверсии, стимулированной лазерным излучением // ЖЭТФ. 1990. T. 97. C. 401-?.Зон Б. А. , Карпешин Ф. Ф. Ускорение распада ядра 235mU за счет резонансной внутренней конверсии, стимулированной лазерным излучением // ЖЭТФ. 1990. T. 97. C. 401-?.NIST Atomic Spectra Database [Офиц. сайт] http://www.nist.gov/pml/data/asd.cfm (дата обращения 11.01.2016 г.)NIST Atomic Spectra Database [Офиц. сайт] http://www.nist.gov/pml/data/asd.cfm (дата обращения 11.01.2016 г.)Band I. M., Trzhaskovskaya. Electron-wave-function expansion amplitudes near the origin calculated in the Dirac-Fock-Slater and Dirac-Fock potentials // ADNDT. 1999. V. 35. P. 1-?.Band I. M., Trzhaskovskaya. Electron-wave-function expansion amplitudes near the origin calculated in the Dirac-Fock-Slater and Dirac-Fock potentials // ADNDT. 1999. V. 35. P. 1-?.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.