发现原子超精细结构中的新能级

自 20 世纪 60 年代末以来，法国奥赛的 Aimé Cotton 实验室 (LAC) 在复杂原子光谱分类方面取得了重大进展。这些进展既得益于傅里叶变换光谱学的发展，也得益于原子光谱的新理论解释。

在《欧洲物理学杂志 D》上发表的一项研究中，柏林技术经济大学的 Sophie Kröger 对镤的红外 (IR) 光谱进行了详细分析，发现了 20 个新的能级，而 LAC 以前采用的方法无法检测到这些能级。这项研究展示了原子光谱测量精度方面的重要进展，这可能很快就能为人们提供对原子结构和相互作用的更深入的了解。

红外光谱揭示了原子样本与红外光相互作用时吸收的波长。这些光谱可以提供有关超精细结构的详细信息：原子能级的微小变化是由原子核与周围轨道电子云之间复杂的电磁相互作用引起的，这些变化在红外光谱中表现为明显的峰值。

在她的研究中，Kröger 专注于镤的红外光谱，这种光谱表现出特别复杂的超精细分裂。为了提高之前 LAC 测量的准确性，她采用了一种先进的数学方法进行傅里叶变换光谱分析。该技术将红外信号的变化转换成光谱，显示信号在不同频率下的变化情况，从而可以对谱线进行高精度分析。

通过将超精细峰值波长的实验数据与理论模型进行比较，克罗格能够在镤的超精细结构中识别出 20 个新的能级。通过扩展这种方法，她现在希望在未来的研究中发现更微妙的能级。总的来说，这项研究凸显了原子光谱学取得的重大进展，并可能为原子和分子物理学中令人着迷的新发现铺平道路。