科研進展
新型等時性質譜術研發(fā)取得新進展
近日，中國科學院近代物理研究所、重離子科學與技術全國重點實驗室科研人員在基于儲存環(huán)的新型等時性質譜術研發(fā)中取得進展，在每次注入參考原子核極少的情況下，可有效克服儲存環(huán)磁場晃動帶來的影響。相關成果發(fā)表于《Nuclear Science and Techniques》。
原子核質量是研究核力性質、核結構演化、重元素起源以及極端同位旋條件下核素穩(wěn)定性的關鍵物理量。基于儲存環(huán)的等時性質譜術是測量短壽命原子核質量的重要實驗手段。為了克服傳統(tǒng)等時性質譜術無法在寬時域范圍內獲得高精度質量的缺點，近代物理所原子核質量測量團隊發(fā)展了新型等時性質譜術（磁剛度識別的等時性質譜術，Bρ-IMS）。
然而，為精準消除儲存環(huán)的磁場晃動對質量結果帶來的影響，Bρ-IMS的磁場修正程序要求每次注入的參考核數目不少于3-5個，這在測量極端遠離穩(wěn)定線、產額極低的短壽命原子核質量時受到制約。
針對這一問題，研究團隊進一步發(fā)展了Bρ-IMS，使用γt-C曲線(γt是儲存環(huán)的參數，描述磁剛度和軌道的相對變化關系，C為離子軌道長度)，僅需一個參考核即可獲得質量未知原子核的質量，顯著降低了Bρ-IMS對每次注入參考核數目的要求；同時，該方法本身對磁場晃動不敏感，不需要再進行額外的磁場修正。
在已開展的針對極端遠離穩(wěn)定線原子核硅-22的質量測量實驗中，少于3個和5個參考核的注入占比分別達到了約30%和70%。研究團隊成功利用該單參考核靈敏的Bρ-IMS方法，在不進行磁場修正的情況下，首次測量了硅-22原子核的質量，并將硅-23質量的精度提高了近7倍(相關成果見PRL 95, 042501 (2005))。
該方法對于未來在強流重離子加速器裝置（HIAF）的儲存環(huán)SRing上開展極端遠離穩(wěn)定線、極低產額的原子核質量測量具有重要意義。
近代物理所博士研究生羅胤芳和呂佳浩為該方法的實現做出了重要貢獻，邢元明研究員為論文通訊作者。該研究得到了科技部重點研發(fā)計劃、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、國家自然科學基金委等項目的支持。
論文鏈接: https://doi.org/10.1007/s41365-026-01933-2
圖：本方法(紅點)與之前Bρ-IMS(藍點)給出的質荷比(m/q)標準差的對比。黑點為傳統(tǒng)等時性質譜術(未進行磁場修正)的結果
（儲存環(huán)核物理室 供稿）
