Диссертация (1145374), страница 33
Текст из файла (страница 33)
СозданаустановкаPENTATRAPявляетсяединственныммасс-спектрометром, который в ближайшем будущем позволит проводитьизмерения масс долгоживущих нуклидов с относительной точностью,значительно превышающей 10-11. Это позволит, например, определить Qзначение электронного захвата в 163Ho с точностью, как минимум 1 эВ.Масс-спектрометрия на базе ловушек Пеннинга является в настоящее времяединственной методикой, позволяющей проводить прямые измерения массширокого спектра нуклидов с относительными точностями вплодь до 10-11.Дальнейшее развитие экспериментальных установок, основанных на даннойметодике, по мнению автора диссертации будет происходить в двухнаправлениях.На так называемых on-line установках по измерению масс короткоживущихнуклидов до недавнего времени для увеличения точности и быстротыизмерений масс нуклидов наблюдалась тенденция перехода от использования визмерениях однозарядных ионов к многозарядным. Данный переход сопряжён225с существенным усложнением, и как следствие удорожанием установки и, чтогораздо важнее, значительным уменьшением чувствительности установки.Изобретение и разработка автором диссертации очень быстрого метода PI-ICRизмерения масс нуклидов с большой вероятностью приведёт к тому, что даннаяметодика будет внедрена практически на всех on-line установках и произойдётотказ от работы с многозарядными ионами в пользу однозарядных.
Наряду созначительным увеличением скорости измерения масс нуклидов использованиеновойметодикитакжеприводитксущественномуувеличениючувствительности установки, что очень важно для экспериментов сосверхтяжёлыми нуклидами, а также нуклидами, расположенными вдоль линийпротонной и нетронной устойчивости. С внедрением этой методики станетвозможным проводить измерения масс нуклидов живущих всего пару мс науровне нескольких кэВ и разрешать массы, отстоящие друг от друга на десятоккэВ.В отличии от масс-спектрометрии короткоживущих нуклидов, где упорделается на повышении чувствительности и быстроты метода измерения масспризаданнойточностипорядканесколькихкэВ,масс-спектрометриястабильных и долгоживущих нуклидов нацелена на увеличение точностиизмерения разницы масс близких по массе нуклидов.
Целью на ближайшиедесять лет является достижение точности выше чем 1 эВ при измерении масстаких массовых дуплетов какHo-163Dy. Лидером в данной области будет163созданная автором установка PENTATRAP. Данный прибор будет оставатьсясамым продвинутым масс-спектрометром на основе ловушек Пеннинга какминимум следующие десять лет.В заключении автор выражает глубокую признательность своему научномуруководителю д.ф.-м.н. проф. Юрию Николаевичу Новикову за постояннуювсестороннюю поддержку, оказываемую автору с момента его поступления накафедру ядерной физики СПбГУ.226Автор благодарен Клаусу Блауму (Klaus Blaum), директору институтаядерной физики имени Макса Планка, а также Михаэлю Блоку (Michael Block),руководителю установки SHIPTRAP, за предоставление отличной научнойэкспериментальной базы, позволившей достичь всех тех результатов, которыесоставляют основу диссертации.Автор признателен всем коллегам из отечественных и зарубежныхлабораторий, которые принимали участие в экспериментах, описанных вдиссертации..227Список литературы[1]R.
B. Cakirli и R. F. Casten, «Nuclear binding and nuclear structure,» Int. J. of Mass Spectr.,pp. 187-191, 349-350 2013.[2]H. Simon, «Masses of unbound nuclear systems,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 172-180, 349350 2013.[3]H. Schatz, «Nuclear masses in astrophysics,» Int. J.
of Mass Spectr., pp. 181-186, 349-3502013.[4]S. Kreim, M. Hempel, D. Lunney и J. Schaffner-Bielich, «Nuclear masses and neutron stars,»Int. J. of Mass Spectr., pp. 63-68, 349-350 2013.[5]J. Clark и G. Savard, «Precision masses for studies of the astrophysical r process,» Int. J. ofMass Spectr., pp. 81-86, 349-350 2013.[6]J. M. Pearson, S. Goriely и N.
Chamel, «Microscopic mass models for astro-physics,» Int. J.of Mass Spectr., pp. 57-62, 349-350 2013.[7]S. Eliseev, T. Eronen и Y. N. Novikov, «Penning-trap mass spectrometryfor neutrinophysics,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 102-106, 349-350 2013.[8]P.
Becker и D. Schiel, «The Avogadro constant and a new defini-tion of the kilogram,» Int. J.of Mass Spectr., pp. 219-226, 349-350 2013.[9]G. E. Myers, «The most precise atomic mass measurementsin Penning traps,» Int. J. of MassSpectr., pp. 107-122, 349-350 2013.[10] T. Eronen и A. Jokinen, «High-precision atomic mass measurements fora CKM unitaritytest,» Int. J.
of Mass Spectr., pp. 69-73, 349-350 2013.[11] J. Erler, N. Birge, M. Kortelainen, W. Nazarewicz, E. Olsen, A. M. Perhac и M. Stoitsov,«The limits of the nuclear landscape,» Nature, pp. 509-512, 486 2012.[12] G. Audi, F. G. Kondev, M. Wang, B. Pfeiffer, X. Sun, J. Blachot и M. MacCormick, «TheNUBASE2012 evaluation of nuclear properties,» Chinese Phys. C, pp.
1157-1286, 36 2012.[13] J. J. Thomson, «Cathode rays,» Phil. Mag., p. 293, 44 1897.[14] J. J. Thomson, «On the Masses of the Ions in Gases at Low Pressures,» Phil. Mag., pp. 547567, 48 1899.[15] J. J. Thomson, «Further experiments on positive rays,» Phil. Mag., p. 209, 24 1912.[16] F. W. Aston, Mass Spectra and Isotopes, second ed., London: Edward Arnold, 1942.228[17] F. W. Aston, «Bakerian Lecture. A New Mass-Spectrograph and the Whole Number Rule,»Proc. R. Soc.
Lond. A, p. 487, 115 1927.[18] G. Gamow, «Mass Defect Curve and Nuclear Constitution,» Proc. R. Soc. London, Ser. A, pp.632-644, 126 1930.[19] C. F. von Weizsäcker, «Zur Theorie der Kernmassen,» Z. Phys., pp. 431-458, 96 1935.[20] H. A. Bethe и R. F. Bacher, «Nuclear Physics A. Stationary States of Nuclei,» Rev. Mod.Phys., p.
82, 8 1936.[21] A. J. Dempster, «A new method of positive ray analysis,» Phys. Rev., pp. 316-325, 11 1918.[22] A. O. Nier и T. R. Roberts, «The Determination of Atomic Mass Doublets by Means of aMass Spectrometer,» Phys. Rev., pp. 507-510, 81 1951.[23] H. E. Duckworth, «A Large Dempster‐Type Double‐Focusing Mass Spectrograph,» Rev. Sci.Instr., pp. 54-59, 21 1950.[24] H. E. Duckworth, H. A. Johnson, R.
S. Preston и R. F. Woodcock, «Some New MassComparisons Involving Si, Fe, Ni, Cu, Zn, W, and Pt,» Phys. Rev., pp. 386-390, 78 1950.[25] S. Fukumoto, T. Matsuo и H. Matsuda, «40Ca-40Ar Mass Difference Measurement by HighResolution Mass Spectrometer,» J. of the Phys. Soc. of Japan, pp. 946-950, 25 1968.[26] W. Paul и H. Steinwedel, «Ein neues Massenspektrometer ohne Magnetfeld,» Z.
Naturf., pp.448-450, 8a 1953.[27] H. G. Dehmelt, «Radiofrequency spectroscopy of stored ions. I: Storage,» Advances inAtomic and Molecular Physics, pp. 53-72, 3 1967.[28] H. G. Dehmelt, Lecture: Single elementary/atomic particle at rest in space, US: Springer,1983.[29] P. B.
Schwinberg, R. S. Van Dyck Jr. и H. G. Dehmelt, «Trapping and thermalization ofpositrons for geonium spectroscopy,» Phys. Lett. A, pp. 119-120, 81 1981.[30] G. Gärtner и E. Klempt, «A direct determination of the proton-electron mass ratio,»Zeitschrift für Physik A, pp. 1-6, 287 1978.[31] G. Gräff, H. Kalinowsky и J. Traut, «A direct determination of the proton electron massratio,» Zeitschrift für Physik A, pp. 35-39, 297 1980.[32] H. Stolzenberg, S. Becker, G. Bollen, F. Kern, H.-J. Kluge, T. Otto, G.
Savard, L.Schweikhard, G. Audi и R. B. Moore, «Accurate mass determination of short-lived isotopesby a tandem Penning-trap mass spectrometer,» Phys. Rev. Lett., p. 3104, 65 1990.[33] V. L. Ryjkov, M. Brodeur, T. Brunner, M. Smith, R. Ringle, A. Lapierre, F. Ames, P.229Bricault, M. Dombsky, P. Delheij, D. Lunney, M. R. Pearson и J. Dilling, «Direct MassMeasurement of the Four-Neutron Halo Nuclide He8,» Phys. Rev. Lett., p.
012501, 101 2008.[34] G. Bollen, D. Davies, M. Facina, J. Huikari, E. Kwan, P. A. Lofy, D. J. Morrissey, A. Prinke,R. Ringle, J. Savory, P. Schury, S. Schwarz, C. Sumithrarachchi, T. Sun и L. Weissman,«Experiments with Thermalized Rare Isotope Beams from Projectile Fragmentation: APrecision Mass Measurement of the Superallowed β Emitter 38Ca,» Phys. Rev. Lett., p.152501, 96 2006.[35] S. Rahaman, M. Block, D. Ackermann, D. Beck, A. Chaudhuri, S. Eliseev, H. Geissel, D.Habs, F. Herfurth, F.
P. Heßberger и et al., «On-line commissioning of SHIPTRAP,» Int. J. ofMass Spectr., p. 146–151, 251 2006.[36] S. Rinta-Antila, S. Kopecky, V. S. Kolhinen, J. Hakala, J. Huikari, A. Jokinen, A. Nieminen,J. Äystö и J. Szerypo, «Direct mass measurements of neutron-rich zirconium isotopes up to104Zr,» Phys. Rev.
C, p. 011301(R), 70 2004.[37] G. Savard, R. C. Barber, C. Boudreau, F. Buchinger, J. Caggiano, J. Clark, J. E. Crawford, H.Fukutani, S. Gulick, J. C. Hardy и et al., «The Canadian Penning Trap Spectrometer atArgonne,» Hyperfine Interect., pp.
221-228, 132 2001.[38] J. Ketelaer, G. Audi, T. Beyer, K. Blaum, M. Block, R. B. Cakirli, R. F. Casten, C. Droese,M. Dworschak, K. Eberhardt и et al., «Mass measurements on stable nuclides in the rare-earthregion with the Penning-trap mass spectrometer TRIGA-TRAP,» Phys. Rev. C, p.
014311, 842011.[39] M. K6nig, G. Bollen, H. -J. Kluge, T. Otto и J. Szerypo, «Quadrupole excitation of stored ionmotion at the true cyclotron frequency,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 95-116, 142 1995.[40] M. Kretzschmar, «The Ramsey method in high-precision mass spectrometry with Penningtraps: Theoretical foundations,» Int. J.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
