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Scheme for the excitation of thorium-229 nuclei based on electronic bridge excitation

Nuclear Science and Techniques 2023年第2期34卷 88-97页

作者： Lin Li Zi Li Chen Wang Wen‑Ting Gan Xia Hua Xin Tong State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics Innovation Academy for Precision Measurement Science and TechnologyChinese Academy of SciencesWuhan 430071China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Wuhan Institute of Quantum Technology Wuhan 430206China

Thorium-229 possesses the lowest first nuclear excited state,with an energy of approximately 8 *** extremely narrow linewidth of the first nuclear excited state,with an uncertainty of 53 THz,prevents direct laser excitation and realization of the nuclear *** present a proposal using the Coulomb crystal of a linear chain formed by229Th^(3+)ions,where the nuclei of229Th3+ions in the ion trap are excited by the electronic bridge(EB)*** 7 P1∕2state of the thorium-229 nuclear ground state is chosen for EB *** the two-level optical Bloch equation under experimental conditions,we calculate that 2 out of 36 prepared thorium ions in the Coulomb crystal can be excited to the first nuclear excited state,and it takes approximately 2 h to scan over an uncertainty of 0.22 *** advantage of the transition enhancement of EB and the long stability of the Coulomb crystal,the energy uncertainty of the first excited state can be limited to the order of 1 GHz.

关键词： Coulomb crystal Thorium-229 electronic bridge transition Isomeric state

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