太阳成集团tyc234cc

太阳成集团tyc234cc:太阳成集团tyc234cc运用全光激发实现氪-81的单原子探测

时间:2021-07-08 18:33:29 来源:太阳成集团tyc234cc新闻网

  中国科学技术大学教授卢征天及其同事Florian Ritterbusch博士运用全光激发实现了对极其稀有同位素氪-81的单原子探测,这一量子精密测量方法的突破将助力于地球与环境科学研究,相关成果以“Optical Excitation and Trapping of 81Kr”为题于7月6日发表在《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 127, 023201(2021)]上。


  我们身边有一种微量的惰性气体叫氪,它在空气中的含量为百万分之一。氪由多种同位素组成,包括一种半衰期为23万年的放射性同位素氪-81,在空气中的含量仅为百亿亿分之一(10-18)。自从上世纪60年代在空气中发现氪-81以来,科研人员一直梦想着用氪-81这个天然示踪剂来帮助了解环境中的水、冰循环过程,给百万年老的古地下水与冰川定年。卢征天教授发明了一种称为“原子阱痕量分析”的单原子灵敏检测方法,可以一个一个地数出环境样品中所含的氪-81原子。


  用原子阱捕获氪-81需要首先将原子激发到一个亚稳量子态上。目前国际上均采用气体放电方法来制备亚稳态氪原子,方法简单可行,然而存在着激发效率低、样品损失和交叉污染等问题。在本工作中,科研组研制成一种高亮度共振真空紫外灯,并将其应用于全光激发氪原子,从而避免了气体放电所带来的种种问题。团队提出了一种新的机理来解释真空紫外光子在氪气中传播时的“自吸收”现象——光子在氪气中多次散射后并未损失,而是其频率发生了偏移。经过四年的不断尝试,他们在保持光源高亮度特征的同时,减小了光频偏移,建成了基于全光激发的氪原子阱,并达到了每小时1800个氪-81原子的探测速率。对于古地下水研究和寻找百万年前形成的冰芯等科学问题,这种原子阱超灵敏分析工具带来了新的研究机遇。


  太阳成集团tyc234cc博士生王杰为论文第一作者,卢征天教授和Florian Ritterbusch博士为论文的共同通讯作者。该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。


  中科大激光痕量探测与精密测量实验室:atta.ustc.edu.cn


/uploads/image/2021/07/08/66b7b04367cc95449530f755fc83994c.png


图、Florian Ritterbusch博士与研究生王杰调试高亮度共振真空紫外灯。


  论文链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.127.023201


太阳成集团tyc234cc:相关文章

太阳成集团tyc234cc-44118太阳成城集团