On the Direct Detection of 229m Th

این پایان‌نامه اولین کشف یک انتقال هسته‌ای را توصیف می‌کند که به مدت 40 سال به دنبال آن بود و اولین گام اساسی به سمت توسعه ساعت‌های هسته‌ای را نشان می‌دهد.

ساعت‌های اتمی در حال حاضر مطمئن‌ترین زمان‌سنج‌ها هستند. با این حال، آن‌ها به طور بالقوه می‌توانند بر اساس یک انتقال هسته‌ای به جای انتقال‌های اتمی که تا به امروز به کار رفته‌اند، از ساعت‌های هسته‌ای بهتر عمل کنند. به نظر می رسد یک حالت غیرعادی و گریزان در توریم-229 تنها انتقال هسته ای مناسب برای این منظور و با استفاده از فناوری موجود در حال حاضر امکان پذیر است. علی‌رغم تلاش‌های مکرر در طول ۴۰ سال گذشته، تا همین اواخر ما هنوز به طور موفقیت‌آمیزی فروپاشی این حالت گریزان را شناسایی نکرده بودیم.

با پرداختن به این شکاف، این پایان‌نامه پایه و اساس توسعه یک استاندارد فرکانس جدید و بهتر را ایجاد می‌کند. ، که احتمالاً کاربردهای متعددی در ناوبری ماهواره ای و انتقال سریع داده ها خواهد داشت. علاوه بر این، بهبود محدودیت‌ها برای تغییرات زمانی ثابت‌های اساسی را ممکن می‌سازد و زمینه کنترل منسجم هسته‌ای را باز می‌کند.

This thesis describes the first detection of a nuclear transition that had been sought for 40 years, and marks the essential first step toward developing nuclear clocks.

Atomic clocks are currently the most reliable timekeepers. Still, they could potentially be outperformed by nuclear clocks, based on a nuclear transition instead of the atomic transitions employed to date. An elusive, extraordinary state in thorium-229 seems to be the only nuclear transition suitable for this purpose and feasible using currently available technology. Despite repeated efforts over the past 40 years, until recently we had not yet successfully detected the decay of this elusive state.

Addressing this gap, the thesis lays the foundation for the development of a new, better frequency standard, which will likely have numerous applications in satellite navigation and rapid data transfer. Further, it makes it possible to improve the constraints for time variations of fundamental constants and opens up the field of nuclear coherent control.