（N=82）壳层闭附近铥同位素的激光光谱：${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$的核磁矩和电荷半径

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我们报告了对缺中子和富中子铥（$\mathrm{Tm}, Z=69$）同位素进行的共振电离激光光谱测量。测定了${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$、${}^{153}\mathrm{Tm}$、${}^{154\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$和${}^{169}\mathrm{Tm}$同位素在波长389.8nm、388.4nm和388.8nm处三个原子基态跃迁的同位素位移。此外，对于389.8nm跃迁，测量扩展到${}^{170}\mathrm{Tm}$同位素，并部分分辨了所有五种同位素的超精细结构。从提取的超精细耦合常数确定了${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$的核磁偶极矩$\mu\left({}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}\right) = 5.8(3)\,\mu_\mathrm{N}$。此外，测量的同位素位移使得能够提取${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$的均方核电荷半径变化$\delta\langle r^2\rangle^{152\mathrm{m},169} = -1.86(25)\,\mathrm{fm}^2$。

英文摘要

We report on resonance ionization laser spectroscopy measurements performed on both neutron-deficient and neutron-rich thulium ($\mathrm{Tm}, Z=69$) isotopes. Isotope shifts were determined for three atomic ground-state transitions at wavelengths of $389.8\,\mathrm{nm}$, $388.4\,\mathrm{nm}$, and $388.8\,\mathrm{nm}$ in the isotopes ${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$, ${}^{153}\mathrm{Tm}$, ${}^{154\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$, and ${}^{169}\mathrm{Tm}$. In addition, for the $389.8\,\mathrm{nm}$ transition, measurements were extended to the isotope ${}^{170}\mathrm{Tm}$, and the hyperfine structure was partially resolved for all five isotopes. For this transition, the isotope shift could be determined for one more isotope, ${}^{154\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$. From the extracted hyperfine coupling constants, the nuclear magnetic dipole moment for ${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$ was determined for the first time, resulting in $μ\left({}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}\right) = 5.8(3) μ_\mathrm{N}$. Furthermore, the mean-square nuclear charge radius $δ\langle r^2\rangle^{152\mathrm{m},169} = -1.87(17)\,\mathrm{fm}^2$ for ${}^{152\mathrm{m}}\mathrm{Tm}$ was extracted from the measured isotope shifts.

发表机构

• GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI亥姆霍兹重离子研究中心有限公司）
• Helmholtz-Institut Mainz（美因茨亥姆霍兹研究所）
• Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡大学美因茨分校）
• Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
• KU Leuven（鲁汶大学）
• Grand Accelerateur National d’Ions Lourds（法国国家大型重离子加速器研究所）

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