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近期，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所原子物理中心科研人員自主研發(fā)了用于內(nèi)殼多空穴離子X射線精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)量的寬帶高分辨晶體譜儀，相關(guān)成果于4月3日發(fā)表在光譜學(xué)權(quán)威期刊Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy上。

解析內(nèi)殼多空穴離子的X射線精細(xì)結(jié)構(gòu)不僅是研究量子電動(dòng)力學(xué)、理解量子多體相互作用的有效途徑，同時(shí)在天體物理、高能量密度物理、激光等離子體物理等諸多研究領(lǐng)域有著十分重要的意義和潛在應(yīng)用價(jià)值。常規(guī)X射線探測(cè)器（如高純鍺、硅漂移探測(cè)器）雖然有很高的測(cè)量帶寬，但由于受電子-空穴對(duì)統(tǒng)計(jì)精度的影響，其能譜分辨力僅在10²左右，無(wú)法解析X射線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。

近代物理所科研人員提出了一種針對(duì)多空穴離子X射線譜特點(diǎn)的彎晶譜儀幾何構(gòu)型，并從數(shù)學(xué)角度證明了其可行性，該構(gòu)型在保證測(cè)量帶寬的同時(shí)不損失譜儀分辨力。

基于上述構(gòu)型，近代物理所團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了晶體譜儀，在0.6-18 keV的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了0.25-1.2 keV的單次曝光帶寬，全動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的能譜分辨力好于10³，探測(cè)效率較傳統(tǒng)平面晶體譜儀提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

該成果為在蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)（HIRFL-CSR）、低能量強(qiáng)流高電荷態(tài)重離子研究裝置（LEAF）和強(qiáng)流重離子加速器裝置（HIAF）上開(kāi)展多空穴離子的奇異電磁躍遷實(shí)驗(yàn)研究奠定了基礎(chǔ)。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.sab.2024.106918

圖：譜儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)及典型測(cè)試結(jié)果。(圖/王偉、邵曹杰)

（原子物理中心???供稿）