原子半径激光光谱测量
位于德累斯顿的子公司 DREEBIT GmbH 将提供KOALA所需的离子束系统
创新真空设备

        2020年12月14日，上海——近日，普发真空获得来自德国达姆施塔特工业大学的一份重要订单，将向该校交付一套 DREEBIT 离子束系统，以供其核物理研究所使用。达姆施塔特 LaserSpHERe（Laser Spektroskopie an hochgeladenen Ionen und exotischen radioaktiven Nukliden，高电荷离子和外来放射性核素激光光谱测量）工作组的研究人员将在该研究所开展各种前沿原子物理、核物理和粒子物理精密实验，其中，高电荷离子和外来短寿命同位素的激光光谱测量是研究重点。此次研究计划获得德国科学基金会（DFG）SFB 1245 特殊科研部门支持。

        2014 年底，达姆施塔特工业大学核物理研究所开始建造大型科研设备“激光光谱测量和应用物理学共线设备”(Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik, KOALA)，而此次订购的离子束系统正是要应用于这台设备。该系统所使用的 EBIS-A 离子源可生成各种轻化学元素带电离子以用于实验，而这些离子将连接到 KOALA 设备的束流引导装置内。为了使粒子能够在束流引导管中尽可能自由地移动，纯净的超高真空环境必不可少，而保持这种低压环境则必须依靠极其强大而可靠的真空生成技术。由普发真空集团提供所有相关真空组件的新离子源系统更是如此，它能让离子在其中停留的时间更长。

图：DREEBIT离子束系统，可产生实验用带电粒子

        如同烟花能够呈现各种颜色，每一种元素都会发射和吸收某些特定波长的光，对应范围极为精确，而人眼会将这些波长感知为不同的颜色。颜色取决于化学元素种类以及原子的电荷状态，高精度波长测量不仅可提供有关化学元素种类及其电荷状态的信息，若以高精度理论计算进行比对，甚至还可以确定原子核的大小。

        达姆施塔特工业大学工作组负责人 Wilfried Nörtershäuser 博士、教授解释了KOALA光束线的技术优势：“到目前为止，原子半径的光谱测量只能在仅有一个电子的类氢系统上进行，因为只有这样，理论计算才足够准确。但是，如果考虑实验需求，这类简单的原子系统就有一大缺点，也就是所使用的波长处于光谱的远紫外区范围内，因此很难用现有的激光系统捕捉到。然而，目前的技术已经有望达到足够的精度，以适应于具有两个电子、更为复杂的类氦系统。它们的波长用激光系统捕捉容易得多，由此，未来将能够明显地、更加精确地确定从氦到氮的原子核半径。一旦安装上采用EBIS-A离子源的 DREEBIT 离子束系统，这套 KOALA 设备即可为此提供理想的前提条件。”

图：KOALA（Kollineare Apparatur für Laserspektroskopie und angewandte Physik，激光光谱测量和应用物理学共线设备）光束线示意图

        DREEBIT GmbH 公司自2006年成立以来，其“离子束技术”部门已开发出多种类型的离子源并推向市场，例如EBIS和ECRIS。它们主要安装在各种粒子加速器上，以满足科研和医疗应用之需，例如离子束疗法。DREEBIT GmbH 公司自2017年起隶属普发真空集团旗下，专注于开发特殊系统和维修真空产品。截至目前，该公司在德国德累斯顿（Dresden）和格罗斯勒赫尔斯多夫（Großröhrsdorf）设有基地，共有约70名员工。

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