Descripción del proyecto
Nueva técnica supersensible para estudiar los elementos más pesados del mundo
El objetivo del proyecto LRC, financiado con fondos europeos, es desarrollar un método novedoso de espectroscopia óptica para estudiar la inexplorada estructura atómica de los metales de transición, empezando por el elemento 103, el lawrencio. Los investigadores buscarán líneas espectrales ópticas que puedan servir como huellas en la búsqueda de elementos superpesados en el universo. Los efectos electrodinámicos relativistas y cuánticos tienen una gran influencia en las líneas espectrales, que, por lo tanto, sirven como puntos de anclaje para los cálculos teóricos que también se llevan a cabo en este proyecto. El método de cromatografía por resonancia láser del proyecto es insensible a las propiedades fisicoquímicas y tolerante a los rendimientos decrecientes al aumentar el número atómico. Esto allana el camino para los estudios de la estructura atómica de los elementos superpesados, en especial los de naturaleza refractaria aparte del lawrencio.
Objetivo
This project aims at developing a novel method of optical spectroscopy to study the wholly unexplored atomic structure of the superheavy transition metals, starting with element 103, lawrencium (Lr). My team will experimentally identify optical spectral lines that will serve as fingerprints in the search for superheavy elements in the universe. The spectral lines are strongly influenced by relativistic and quantum electrodynamic effects and thus will constitute powerful benchmarks for atomic modeling incorporated within this project. Furthermore, since the nuclear charge distribution influences the atomic structure, our experimental data will advance our understanding of the effects of nuclear shells and deformations on the stability of radionuclides at the top of the Segré chart.
While I recently opened up the atomic structure of element 102, nobelium, the new challenges faced are the refractory nature of the elements, which lay ahead, coupled with shorter half-lives and decreasing production yields. I propose to overcome these by developing an ultra-sensitive and fast Laser Resonance Chromatography (LRC) to set the new standard in optical spectroscopy. The LRC method combines the element selectivity and spectral precision of laser spectroscopy with cutting-edge technology of ion-mobility mass spectrometry. Based on high-accuracy atomic calculations, my team will optically probe the 1S0-3P1 ground-state transition in singly-charged 255Lr ions and record the distinct arrival times of the ions after passing a drift tube to identify the laser resonance signal. We will perform the experiments at leading in-flight facilities such as the GSI velocity filter SHIP and the new GANIL separator S3.
Crucially, the LRC method will be insensitive to physicochemical properties and tolerant of the decreasing yields with increasing atomic number. This paves the way for atomic structure studies of the superheavy elements, in particular, those of refractory nature beyond lawrencium.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
55122 Mainz
Alemania