Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гангрский Ю.П. -> "Ядра в лучах лазера" -> 12

Ядра в лучах лазера - Гангрский Ю.П.

Гангрский Ю.П., Марков Б.Н. Ядра в лучах лазера. Под редакцией Ерлыкина К.А. — M.: Знание, 1984. — 64 c.
Скачать (прямая ссылка): yadravlucgah1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 22 >> Следующая


спектры возбужденных атомов и jx-мезоатомов. Исследования с помощью этих методов дали большой объем информации о свойствах ядер.

Однако значительная часть этой информации относится к стабильным ядрам, в то время как наиболее интересных результатов следует ожидать от радиоактивных ядер, имеющих необычное соотношение между числом протонов и нейтронов в ядре. Для таких ядер может обнаружиться значительная разница в радиальных распределениях протонов и нейтронов (например, избыток протонов может создать значительное превышение радиуса протонного распределения над нейтронным, и наоборот), могут появиться новые магические числа и области деформированных ядер, новые виды радиоактивного распада (эмиссия протонов, пар нейтронов, ядер трития и т. п.). Исследование таких ядер сопряжено с большими трудностями, так как их получают, как правило, в очень малых количествах и указанные выше методы их исследования не обеспечивают необходимой чувствительности измерений.

Выше уже было рассмотрено влияние электрического заряда ядра на спектры атомных уровней (изотопный сдвиг, изомерный сдвиг и сверхтонкое расщепление), которое лежит в основе оптических методов исследования ядерной структуры. Также показаны преимущества и перспективы использования в этих методах лазерного

32

излучения. В настоящее время работы по определению размеров и формы ядер, измерению ядерных моментов с помощью лазерного излучения проводятся довольно широко. В них используется самая разнообразная экспериментальная техника. Однако, несмотря на большое разнообразие, в работе этих установок можно выделить две основные функции:

1 — создание ансамблей атомов или ионов для облучения их лазерным лучом;

2 — выделение и регистрация атомов, испытавших резонансное возбуждение.

Исследуемые атомы обычно находятся в твердом образце, в то время как для резонансного возбуждения их нужно перевести в свободное состояние. Это осуществляется путем нагрева образца в специальном тигле. Выходящий из тигля пучок атомов со скоростями, зависящими от температуры образца (обычно эти скорости составляют 104—105 см/с), направляется к лазерно* Щ лучу. Способы эффективной доставки атомов в зону лазерного излучения и удержания в этой зоне y>tfe рассматривались выше при обсуждении метода детектирования одиночных атомов. В опытах по измерению изотопных сдвигов и сверхтонкой структуры необходимо выполнение еще одного требования — снижение до минимума доплеровского уширения измеряемых оптических линий, чтобы энергетическое разрешение было максимальным.

Доплеровское уширение возникает из-за разброса направлений движущихся атомов. Величина изменения частоты в результате эффекта Доплера определяется выражением

V

Av=v— cos а, с

где v — частота лазерного излучения; v и с — соответственно скорость атома и скорость света; а — угол между направлением движения атома и лазерным лучом.

При хаотичном движении атомов с тепловыми скоростями (значения а лежат в диапазоне от 0 до 180°) доплеровское уширение может достигать Ю-6—10~5 от частоты лазерного излучения, что значительно превышает естественную ширину оптической линии. Такое уширение во многих случаях не позволяет наблюдать сеерхтонкую структуру оптических спектров. Чтобы сни-

зэ

зить его, необходимо уменьшить угловой разброс скоростей атомов в пучке. Обычно используют параллельный атомный пучок и направляют его перпендикулярно лучу лазера. Формируется такой пучок с помощью системы диафрагм, а это всегда связано со значительными потерями атомов и, следовательно, со снижением чувствительности измерений (рис. 8, а).

Очень перспективны, как уже отмечалось, пучки ионов, которые фокусируются в нужной области пространства с помощью электромагнитных полей. Для этой цели можно использовать ионы из масс-сепарато-ра, который выделяет из сложной смеси продуктов реакций лишь ядра с выбранным массовым числом. Если исследуемые ионы пройдут через участок с достаточно большой разностью потенциалов (в несколько десятков килоэлектронвольт), то разброс их энергий, а следовательно, и скоростей, определяемый стабильностью приложенного напряжения, будет очень малым. Поэтому при любом угле между направлением пучка ионов и лучом лазера будет малым и доплеровское уширение. Наиболее выгодно использование встречных пучков ионов и лазерного излучения, при котором увеличивается область их взаимодействия (рис. 8, б).

Выделять и регистрировать атомы, испытавшие резонансное возбуждение в зоне лазерного излучения, можно несколькими способами. Два из них, связанные с регистрацией световых квантов, испускаемых возбужденными атомами, или регистрацией ионов, возникающих в результате многоступенчатой фотоионизации, обсуждались выше. В следующем разделе будет рассмотрена возможность ориентирования ядер при резонансном возбуждении атомов поляризованным лазерным излучением. В этом случае угловое распределение радиоактивного излучения ядер будет анизотропным. Для регистрации его, как правило, необходим низкий уровень фона, и это существенно повышает требования к чувствительности измерений.
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 22 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed