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Radiative Decay Study of the low lying thorium 229 isomer

The existence of a low-lying nuclear isomer of thorium-229 at 8.28 eV was suggested several decades ago but was only recently identified via the observation of its decay signal. The low energy and an estimated relative decay width... ver más

31/07/2023

KU Leuven

166K€

Presupuesto del proyecto: 166K€

Líder del proyecto

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

Financiación concedida El organismo H2020 notifico la concesión del proyecto el día 2023-07-31

MSCA-IF-2020: Individual Fellowships

I+D

Cerrada hace 4 años

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1 Participantes

KU Leuven

166.32K€ | Lider

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Duración del proyecto: 28 meses Fecha Inicio: 2021-03-09
Fecha Fin: 2023-07-31

Líder del proyecto

KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5

Presupuesto del proyecto 166K€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto The existence of a low-lying nuclear isomer of thorium-229 at 8.28 eV was suggested several decades ago but was only recently identified via the observation of its decay signal. The low energy and an estimated relative decay width of around 10^{-19} open new possibilities for the development of a nuclear frequency standard-a nuclear clock, which can outperform the existing atomic clocks. This will have far-reaching consequences, such as in metrology, dark matter research, geodesy and time variation of fundamental constants. However, the isomer's properties are unknown or known with insufficient accuracy to exploit its far-reaching opportunities. This proposal aims to determine the properties of the isomer using two complementary techniques. 1. The isomer is populated using a novel mechanism via the beta-decay of actinium-229 implanted in a suitable crystal at the ISOLDE-CERN facility. VUV spectrometry of the implanted crystal will allow measurement of the isomer's excitation energy with a precision of < 0.1 nm as well as its radiative-decay half-life. This production scheme increases the sensitivity by at least a factor of five and allows for improved control of experimental conditions and a reduced background signal. 2. Magnetic dipole and electric quadrupole moment as well as the nuclear charge radii of the singly charged ground state and isomer of thorium-229, produced via alpha-decay of uranium-233, will be measured using the in-gas-jet laser ionization and spectroscopy technique at KU Leuven. This technique allows the necessary efficiency, sensitivity and spectral resolution to measure the hyperfine structure of the singly charged thorium-229 ground state and isomer.

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