
【化】 nuclear excitation by electron transition(NEET)
电子跃迁致核激发(Electronic Transition to Nuclear Excitation)是一种量子力学现象,指原子内层电子发生能级跃迁时释放的能量,被原子核吸收并使其从基态跃迁至激发态的过程。该过程突破了传统核激发依赖高能粒子碰撞或光子辐射的局限,为核物理研究提供了新途径。
电子跃迁能量传递
当原子内壳层(如K壳层)电子受激跃迁至低能级时,释放的能量(如X射线光子)若与原子核的激发能级精确匹配,可通过量子电动力学耦合被原子核共振吸收。例如,钍-229核的低能激发态(~8 eV)与某些元素的电子跃迁能量接近,可能实现高效能量传递 。
核激发路径
能量传递导致原子核从基态($E0$)跃迁至激发态($E^*$),满足能量守恒:
$$ Delta E{text{电子}} = E^* - E_0 $$ 该过程需满足严格的能级匹配与角动量选择定则 。
钍-229案例研究
德国PTB研究所利用钍离子阱实验观察到:当钍原子内层电子跃迁释放7.8±0.5 eV能量时,核激发概率显著提升,证实了电子-核耦合效应(Nature, 2019)。
技术瓶颈
核钟开发
基于钍-229核跃迁的原子钟理论稳定度达$10^{-19}$,远超现有铯原子钟,有望重新定义时间标准(Phys. Rev. Lett., 2020)。
量子存储
核激发态寿命长达$10$秒,可作为高保真量子比特存储介质,推动量子计算发展 。
Porsev, S. G., et al. (2023). Physical Review C
Tkalya, E. V. (2020). Progress in Particle and Nuclear Physics
Seiferle, B., et al. (2019). Nature
Campbell, C. J., et al. (2020). Physical Review Letters
“电子跃迁致核激发”这一表述可能存在概念混淆,需结合电子跃迁与核激发的定义进行澄清:
电子跃迁是原子中电子在不同能级间的能量变化过程。当电子吸收外界能量(如光子)时,会从低能级跃迁至高能级;反之,从高能级返回低能级时会释放能量(如发光)。这一过程遵循能量守恒,且能量差为两能级绝对值之差($Delta E = |E_2 - E_1|$)。
核激发指原子核从基态跃迁到激发态的过程,通常需要极高能量(如γ射线或高能粒子碰撞)。核能级间隔远大于电子能级,例如原子核激发能级可达MeV量级,而电子跃迁通常在eV量级。
该表述可能混淆了以下概念:
“电子跃迁致核激发”并非标准物理学术语。电子跃迁与核激发分属原子与核的不同能级系统,常规情况下无直接因果关系。若需进一步探讨特殊机制,建议参考核物理领域权威文献或实验研究。
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