共线激光光谱研究加速器离子的超精细结构和同位素位移

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1832175
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    54.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3203.兰州重离子加速器
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With the development of accelerator and laser technology during the last 40 years, laser spectroscopy of atomic physics was successfully introduced into the studies of nuclear physics, and became one of the most important experimental methods to study the nuclear structure. Experimentally the laser spectroscopy measures the atomic levels of atoms and ions at the ppm level, determines the hyperfine structure and isotope shift of the atom in the ground and isomeric state, yields the model-independent nuclear structure information, including isotopic and isomeric nuclear spin, magnetic dipole moment, electronic quadrupole moment, and change in mean square charge radii. These nuclear fundamental parameters give important information about the competition and balance between nuclear shell and collective effects on the nuclear structure, and are used to describe the effective interaction between nucleons within nuclear system..There are several advantages that the laser spectroscopy becomes an unique and powerful tool to study the nuclear structure of radioactive beams at an accelerator. First, the key information on properties of nuclear ground state and isomers delivered from laser spectroscopy are the most exhaustive and accurate. Secondly, due to the large cross section of photon absorption and the high laser intensity within very narrow bandwidth, it is possible that the laser spectroscopy is sensitive enough to the rear isotopes from accelerator with very low production yield. Finally, the laser spectroscopy is generally performed after the isotope separator of the facility, so the isotopes studied have half-lives as low as a few tens milliseconds..Collinear laser spectroscopy is a special geometry designed high-precision laser spectroscopy, in which the atoms or ions are transported overlapping with laser beam collinear or anti-collinear. Combing with cooled and bunched ion beam and high-sensitivity detection system, such as RIS(Resonance Ionization mass Spectroscopy), the collinear laser spectroscopy can be used to study the short-lived isotopes and the low-production-yield isotopes. During the last decade, almost famous accelerator labs in the world have built their collinear laser spectroscopy for the nuclear physics study..So far there is none collinear spectroscopy based on the rear isotopes from accelerator or reactor in China. We are planning to construct a collinear laser spectroscopy set-up at HIRFL (Heavy Ion Research Facility in Lanzhou). Several stable and radioactive nuclear species will be studied by a variety of optical technologies. This will be a fundamental work for the future studies on the neutron-rich short-lived radioactive isotopes. In short, the state-of-the-art collinear laser spectroscopy will provide an unparalleled opportunity to study the exotic and short-lived nuclear species to the limits of nuclear stability.
近年来随着加速器和激光技术的长足进步,原子物理高分辨激光光谱方法被成功应用于加速器离子束的实验研究工作,并以其信噪比高、分辨率好、可在线测量等巨大优势,逐步发展成为研究放射性核素原子核结构的首选方案,并被国际上几乎所有的著名加速器实验室采用。利用共线激光光谱方法精确测量原子基态能级的超精细分裂和同位素位移,我们可以得到高精度的并且与模型无关的原子核基本性质参数,拓展对弱束缚体系核素结构和核子有效相互作用势的认识。我们计划依托兰州重离子加速器(HIRFL),建设并完善国内首台面向加速器离子束的共线激光光谱仪,开展高精度共线激光光谱实验,获得同位素链原子完整的超精细结构跃迁谱线和同位素位移,分析原子核基本性质参数,验证实验方案可行性和实验装置的性能,为将来研究短寿命放射性核素打好基础。

结项摘要

近年来随着加速器和激光技术的长足进步,原子物理高分辨激光光谱方法被成功应用于加速器离子束的实验研究工作,并以其信噪比高、分辨率好、可在线测量等巨大优势,逐步发展成为研究放射性核素原子核结构的首选方案,并被国际上几乎所有的著名加速器实验室采用。利用共线激光光谱方法精确测量原子基态能级的超精细分裂和同位素位移,我们可以得到高精度的并且与模型无关的原子核基本性质参数,拓展对弱束缚体系核素结构和核子有效相互作用势的认识。我们计划依托兰州重离子加速器,建设并完善国内首台面向加速器离子束的共线激光光谱仪,开展高精度共线激光光谱实验,获得同位素链原子完整的超精细结构跃迁谱线和同位素位移,分析原子核基本性质参数,验证实验方案可行性和实验装置的性能,为将来研究短寿命放射性核素打好基础。我们依靠基金支持,设计了四级杆离子阱装置,完成了激光诱导荧光光谱装置的搭建,在该平台上进行了原子分子光谱采集、超声射流冷却离子束、飞行时间质谱分析实验,完成了WO/WS、MoO、CrO/CrS等自由基分子的激光诱导荧光光谱实验。实现了金属化合物自由基的产生、诊断、质谱分析、光谱测量等一套完整的实验过程和量子化学计算研究。下一步计划中,重元素和超重元素氧化物分子因其较为复杂的电子态结构和实验产生难度研究极少,我们将联合加速器装置测量其质谱和光谱。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spin-orbit splittings in the low-lying states of MoO molecule
MoO分子低位态的自旋轨道分裂
  • DOI:
    10.1016/j.jqsrt.2021.107690
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Zhang Lei;Zou Wenli;Yu Yao;Zhao Dongmei;Ma Xinwen;Yang Jie
  • 通讯作者:
    Yang Jie
The Laser-Induced Fluorescence Spectrum of Gold Monoxide (AuO) : b(4)Pi(3/2) - X-2 Pi(3/2) Transition
一氧化金 (AuO) 的激光诱导荧光光谱:b(4)Pi(3/2) - X-2 Pi(3/2) 跃迁
  • DOI:
    10.3964/j.issn.1000-0593(2020)06-1747-04
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Spectroscopy and Spectral Analysis
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Xiang Qian-lan;Yang Jie;Hua Xue-xia;Zhang Ji-cai;Ma Xin-wen
  • 通讯作者:
    Ma Xin-wen
Design and characterization of a velocity-map imaging apparatus for low-energy photo-ion spectroscopy using magneto-optically trapped atoms
使用磁光捕获原子进行低能光离子光谱的速度图成像装置的设计和表征
  • DOI:
    10.1063/5.0033595
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Fang Feng;Zhou Wenchang;Li Yufan;Qian Dongbin;Luo Changjie;Zhao Dongmei;Ma Xinwen;Yang Jie
  • 通讯作者:
    Yang Jie
Isotope shift in optical spectra of MoO
MoO 光谱中的同位素位移
  • DOI:
    10.1016/j.jqsrt.2021.107962
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Zhang Lei;Yu Yao;Qian Dongbin;Zhao Dongmei;Ma Xinwen;Yang Jie
  • 通讯作者:
    Yang Jie
The electronic structure of WS molecule below 21,500 cm(-1)
21,500 cm(-1)以下WS分子的电子结构
  • DOI:
    10.1016/j.jqsrt.2020.107314
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Zhang Jicai;Zou Wenli;Zhang Lei;Zhao Dongmei;Ma Xinwen;Yang Jie
  • 通讯作者:
    Yang Jie

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其他文献

考虑子模块均压约束的混合型模块化多电平换流器功率极限分析
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  • 作者:
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
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改进的基于雾气理论的视频去雾
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    邓勇
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林添良;杨杰;刘强;叶月影
  • 通讯作者:
    叶月影

其他文献

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杨杰的其他基金

5d过渡金属原子氧化成键中的相对论效应研究
  • 批准号:
    12374239
  • 批准年份:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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