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桜伊织研究超重元素的新技术

物理学 2022-02-21 23:59:11

美因茨大学 激光共振色谱最初将用于研究铷,元素103

信用:Mustapha Laatiaoui 超重元素是有趣的核和原子量子系统,挑战实验探索,因为它们不会在自然界出现,合成后会在几秒钟内消失

将原子物理研究的前沿推向这些元素,需要朝着具有极高灵敏度的快速原子光谱技术的突破性发展

这是欧盟地平线2020研究和创新项目的一项联合努力,由Dr

约翰内斯·古腾堡大学美因茨分校(JGU)的穆斯塔法·拉阿蒂奥伊最终提出了一个光学光谱学提案:所谓的激光共振色谱(LRC)即使在微小的生产量下也能进行这样的研究

该提议最近发表在《物理评论快报》和《物理评论》的两篇文章中

超重元素在元素周期表的底部

它们代表了一个肥沃的土壤,有助于理解当原子壳层中的大量电子和原子核中的质子和中子聚集在一起时,这些奇异的原子是如何存在和工作的

对它们电子结构的洞察可以从揭示特定元素发射光谱的光谱学实验中获得

这些光谱是现代原子模型计算的强有力的基准,并且可能是有用的,例如,当涉及到寻找更重元素的踪迹时,这可能是在中子星合并事件中产生的

LRC方法结合了不同的方法 虽然she是几十年前发现的,但是用光学光谱工具对它们的研究远远落后于合成

这是因为它们以极低的速度生产,而传统方法根本不起作用

到目前为止,光谱学终止于元素周期表中的102号元素

“目前的技术已经达到了可行的极限,”拉蒂亚奥伊解释道

从下一个较重的元素开始,物理化学性质突然改变,并阻碍提供合适原子状态的样品

" 激光共振色谱基于离子的光学激发和随后对它们到达检测器的检测

信用:Mustapha Laatiaoui 因此,这位物理学家和他的研究同事一起开发了光谱学中新的LRC方法

这将激光光谱的元素选择性和光谱精度与离子迁移质谱结合起来,并将高灵敏的优点与激光诱导荧光光谱中光学探测的“简单性”结合起来

其关键思想是检测共振光激发的产物,而不是像通常那样基于荧光,而是基于它们到粒子检测器的特征漂移时间

在他们的理论工作中,研究人员把重点放在单电荷铹,元素103,及其较轻的化学同系物上

但这一概念为元素周期表中许多其他单原子离子的激光光谱学提供了前所未有的途径,特别是过渡金属,包括高温难熔金属和铷以外的元素

其他离子物种,如三重带电钍,也应在LRC方法的范围内

此外,该方法能够优化信噪比,从而简化离子迁移谱、状态选择离子化学和其他应用

医生

穆斯塔法·拉蒂亚奥伊于2018年2月来到美因茨约翰内斯·古腾堡大学和亥姆霍兹研究所

2018年末,他因使用激光光谱学和离子迁移光谱学对最重元素进行研究而获得了欧洲研究理事会(ERC)的ERC巩固者资助,这是欧盟最有价值的资助之一

目前的出版物还包括拉阿提亚乌伊以前在达姆斯塔特的GSI亥姆霍兹恩弗隆和比利时的库鲁汶进行的工作

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