Учёные достигли значительного прогресса в классификации сложных атомных спектров, что может привести к более глубокому пониманию атомных структур и взаимодействий.

В недавнем исследовании, опубликованном в The European Physical Journal D, Софи Крёгер из Берлинского университета технологий и экономики провела подробный анализ инфракрасного спектра протактиния, выявив 20 новых энергетических уровней, которые ранее не поддавались обнаружению с помощью более ранних методов.

ИК-спектры показывают длины волн, поглощаемых атомными образцами при их взаимодействии с инфракрасным светом. Эти спектры могут предоставить подробную информацию о сверхтонких структурах, крошечных изменениях в уровнях атомной энергии, которые возникают в результате сложных электромагнитных взаимодействий между атомными ядрами и окружающими облаками вращающихся электронов.

Профили интенсивности в спектрах Pa FT около 6 130 см−1 (фрагмент из бумажной диаграммы длиной 400 м, где в оригинале 10 см представляют 2 см−1). Наложенные профили представляют записи с двумя различными условиями возбуждения. Источник: Sophie Kröger

Крёгер сосредоточилась на ИК-спектре протактиния, который демонстрирует особенно сложное сверхтонкое расщепление. Для повышения точности предыдущих измерений она использовала математический подход к спектроскопии с преобразованием Фурье. Эта техника преобразует изменения ИК-сигнала в спектр, показывающий, как сигнал изменяется на разных частотах, что позволяет проводить высокоточный анализ спектральных линий.

Сравнивая экспериментальные данные пиковых длин волн сверхтонкого спектра с теоретическими моделями, Крёгер смогла идентифицировать 20 новых энергетических уровней в сверхтонкой структуре протактиния. Она надеется обнаружить ещё более тонкие энергетические уровни в будущих исследованиях, расширив этот подход.

Исследование подчёркивает значительные успехи, достигнутые в атомной спектроскопии, и может проложить путь для новых захватывающих открытий в атомной и молекулярной физике. «Это исследование демонстрирует важный прогресс в точности измерений атомного спектра, что вскоре может дать более глубокое понимание атомных структур и взаимодействий», — сказала Крёгер.

Подробнее на iXBT