利用彭宁阱中的核反冲测量高电荷放射性同位素的半衰期

该研究团队提出了一种通过彭宁离子阱中非破坏性核反冲检测来测量高电荷放射性同位素半衰期的新方法。研究重点聚焦于铍-7三价离子(Be³⁺⁷),该同位素在恒星演化及太阳中微子产生过程中具有关键作用。精确测定其半衰期对限定太阳环境下自由电子俘获速率至关重要,但现有技术难以实现准确测量。 仿真模拟显示,反冲产物锂-7三价离子(Li³⁺⁷)与囚禁的铍离子云发生协同冷却时,衰变检测效率可达99.5%。对包含数百个离子的样本群进行半衰期测量的统计分析表明,仅需观测500次衰变事件即可实现最终统计不确定度小于5%的精度。通过囚禁离子中超精细能级布居的相干控制,该技术首次实现了对态依赖衰变分支比的直接测量与操控,展现出前所未有的测量保真度。

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