Квадрупольная ионная ловушка Пауля в комплексе оптической спектроскопии многозарядных ионов тория для разработки ядерного стандарта частоты

Представлены результаты опытно-конструкторской работы по созданию лабораторного макета комплекса оптической спектроскопии многозарядных ионов тория с квадрупольной ионной ловушкой Пауля для разработки ядерного стандарта частоты, а также предварительных экспериментальных исследований по получению одно-, двух- и трехкратно заряженных ионов тория из твердотельного соединения нитрата тория (IV) методом электронно-лучевого испарения. Показано, что при использовании данного метода доля трехкратно и двукратно заряженных ионов тория по отношению к однократно заряженным ионам превосходит аналогичные значения для метода лазерной абляции, применяемого для их получения в лабораториях США и Германии. Метод электронно-лучевого испарения положен в основу разработанного комплекса оптической спектроскопии сверхвысокого разрешения.

ионная ловушка Пауля, одномерные структуры, масс-спектрометрия, источник ионов, ядерный стандарт частоты, многозарядные ионы тория, ion Paul trap, one-dimensional structures, mass-spectrometry, ion source, nuclear frequency standard, multiple-charged thorium ions

1. Phillips W. D. Laser cooling and trapping of neutral atoms. // Rev. Mod. Phys. 1998, V. 70, N. 3, P. 721.

2. Риле Ф. Стандарты частоты. Принципы и приложения. М: Физматлит, 2009.

3. Chou C.W. e. a. Frequency Comparison of Two High-Accuracy Al+ Optical Clocks // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. 070802.

4. Bloom B. J. e. a. An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10-18 level // Nature. 2014. V. 506. P. 71.

5. Beck B. R. e.a. Energy Splitting of the Ground-State Doublet in the Nucleus 229Th // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. 142501.

6. Campbell C. J. e.a. Multiply Charged Thorium Crystals for Nuclear Laser Spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 102. 233004.

7. Peik E. e a. Prospects for a Nuclear Optical Frequency Standard based on Thorium-229 [Электрон. ресурс.], http://arxiv.org/abs/0812.3548 (дата обращения 6.06.2014).

8. Campbell C. J. e. a. A Single-Ion Nuclear Clock for Metrology at the 19th Decimal Place // [Электрон. ресурс.] http://arxiv.org/abs/1110.2490 (дата обращения 6.06.2014).

9. Porsev S. G. e. a. Excitation of the Isomeric 229mTh Nuclear State via an Electronic Bridge Process in 229Th+// Phys. Rev. Lett. 2010, V. 105. 182501.

10. Tkalya E.V., Yatsenko L.P. Creation of inverse population in the 229Th ground-state doublet by means of a narrowband laser // Laser Phys. Lett. 2013, V. 10, 105808.

11. Troyan V.I. e. a. Generation of thorium ions by laser ablation and inductively coupled plasma techniques for optical nuclear spectroscopy // Laser Phys. Lett. 2013, V. 10, P. - 105301.

12. Adam V. Steele. Barium ion cavity QED and triply ionized thorium ion trapping. [Электрон. ресурс] https://smartech.gatech.edu/bitstream/1853/26530/1/steele_adam_v_200812_phd.pdf. (дата обращения 6.06.2014).

13. Zimmermann K. Experiments towards optical nuclear spectroscopy with Thorium-229 [Электрон. ресурс]. https://www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/fachabteilungen/abteilung_4/4.4_zeit_und_frequenz/pdf/2010_Zimmermann_Kai_Dissertation.pdf (дата обращения 6.06.2014).