Vi presenterer en protokoll for generering av en isotopically renset lav energi 229th ion Beam fra en 233U kilde. Dette ion strålen brukes for direkte påvisning av 229mth Ground-State forfall via intern konvertering forfall kanal. Vi måler også den interne konverteringen levetid på 229mth også.
En metodikk er beskrevet for å generere en isotopically ren 229th ion Beam i 2 + og 3 + lade tilstander. Dette ion strålen gjør det mulig for en å undersøke lavtliggende isomere første opphisset tilstand 229th på en eksitasjon energi på ca 7,8 (5) EV og en strålingspådrivet levetid på opptil 104 sekunder. Den presenterte metoden tillot en første direkte identifisering av forfallet av thorium isomer, legge grunnlaget for å studere sine forfall egenskaper som forutsetning for en optisk kontroll av denne kjernefysiske overgangen. Høy energi 229th ioner produseres i α forfallet av en radioaktiv 233U kilde. Ioner er thermalized i en buffer-gass stoppe celle, ekstrahert og deretter en ion strålen dannes. Denne ion stråle er masse renset av en quadrupole-masse separator å utvikle en ren ion stråle. For å oppdage isomere forfall, er ioner samlet på overflaten av en mikro-kanals plate detektor, der elektroner, som slippes ut i den interne konverteringen forfallet av isomere tilstand, er observert.
Den første glade metastabile tilstand i thorium-229 kjernen, betegnet som 229mth, utstillinger en spesiell posisjon i det kjernefysiske landskapet, som det besitter den laveste kjernefysiske eksitasjon energi av alle i dag kjent ca. 176 000 kjernefysiske glade stater. Mens typiske kjernefysiske energier spenner fra keV opp til MeV regionen, 229mth besitter en energi på under 10 EV over Atom bakken State1,2,3. Den tiden mest aksepterte energi verdien for denne tilstanden er 7,8 (5) EV4,5. Denne lave energi verdien har utløst interesse fra ulike fysiske samfunn og førte til forslaget til flere interessante programmer. Blant dem er en kjernefysisk laser6, en svært stabil qubit for Quantum Computing7 og en kjernefysisk klokke8,9.
Grunnen til at 229mth er forventet å tilby et bredt utvalg av programmer er basert på det faktum at, på grunn av sin ekstraordinære lav energi, er det eneste kjernefysiske staten som kan tillate direkte kjernefysisk laser eksitasjon bruker tiden tilgjengelig laser Teknologi. Så langt, derimot, direkte kjernefysisk laser eksitasjon av 229mth ble forhindret av utilstrekkelig kunnskap om metastabile Statens parametre som sin presise energi og levetid. Selv om eksistensen av en kjernefysisk opphisset tilstand av lav energi i 229th var allerede antatt i 197610, all kunnskap om denne tilstanden kan bare utledes fra indirekte målinger, ikke tillater for en presis bestemmelse av dens forfall Parametere. Denne situasjonen har endret seg siden 2016, da den første direkte deteksjon av 229mth Decay åpnet døren for en rekke målinger som mål å pin ned spent Statens parametre11,12. Her er en detaljert protokoll gitt, som beskriver de enkelte trinnene som kreves for en direkte påvisning av 229mth som oppnås i forsøket på 2016. Denne direkte oppdagelsen gir grunnlag for en presis bestemmelse av 229mth energi og levetid, og derfor for utvikling av en kjernefysisk klokke. I det følgende konseptet med en kjernefysisk klokke som det viktigste programmet for 229mth vil bli diskutert.
Med en relativ linewidth av ΔE/E ~ 10-20 Ground-State overgang av thorium isomer potensielt kvalifiserer som en kjernefysisk frekvens standard (‘ atomur ‘)8,9. På grunn av en Atomic nucleus ca 5 størrelsesordener mindre i forhold til Atom-skallet, kjernefysiske øyeblikkene (magnetisk dipol og elektriske quadrupole) er følgelig mindre enn de i atomer, rendering en kjernefysisk klokke i stor grad uimottakelig mot eksterne forstyrrelser (sammenlignet med den nåværende State-of-the-art Atomic klokker). Derfor lover en kjernefysisk frekvens standard en svært stabil og nøyaktig klokke drift. Selv om nøyaktigheten oppnås i den beste gaven Atom klokker når ca 2.1 x10-1813, tilsvarende et avvik på 1 sekund i en tidsperiode betydelig lengre enn alderen på universet, kjernefysiske klokker holder potensialet i en ytterligere forbedring som kan bli avgjørende for et stort bruksområde. Satellitt-baserte navigasjonssystemer som Global Positioning System (GPS), Global Navigation satellitt system (GLONASS) eller Galileo i dag opererer med en posisjonering presisjon på noen få meter. Hvis dette kan forbedres til centimeter eller millimeter skala, kan en overflod av søknader planlegges, fra autonom kjøring til frakt eller komponentsporing. I tillegg til svært nøyaktige klokker, vil slike systemer kreve pålitelig uavbrutt drift, med langsiktig drift stabilitet som sikrer synkroniseringen intervaller. Bruk av kjernefysiske klokker kan vise seg gunstig fra denne praktiske synspunkt. Videre praktiske anvendelser av (synkroniserte nettverk av) kjernefysiske klokker kan ligge på området relativistic geodesi14, hvor klokken fungerer som en 3D gravitasjon sensor, om lokale tyngdekraft potensielle forskjeller ΔU til målt (relativ) forskjeller i klokkefrekvens Δf/f via relasjonen Δf/f =-ΔU/c2 (c betegner lysets hastighet). De beste nåværende klokkene er i stand til å sensing tyngdekraften Skift fra Høydeforskjeller på ca ± 2 cm. Dermed ultra-presise målinger ved hjelp av en kjernefysisk klokke nettverk kan brukes til å overvåke dynamikken i vulkanske magma kamre eller tektoniske plate bevegelser15. Videre ble bruken av slike klokke nettverk foreslått som et verktøy for å søke etter teoretisk beskrevet klassen av topologisk mørk materie16. Omfattende diskusjon kan bli funnet i litteraturen om anvendelsen av en 229mth-basert kjernefysisk klokke i jakten på påvisning av potensielle timelige variasjoner av grunnleggende konstanter som fin struktur konstant α eller den sterke interaksjon parameter (mq/ΔQCD, med mq representerer Quark Mass og ΔQCD skala parameter av sterk samhandling), foreslo i noen teorier samlende gravitasjon med andre interaksjoner17. Påvisning av en temporal variasjon i bakke-statlige overgangen energien til 229mth kan gi en forbedret følsomhet med ca 2-5 størrelsesordener for timelige variasjoner av den fine strukturen konstant eller sterk interaksjon parameter 18,19,20,21,22,23,24,25,26. Den nåværende eksperimentelle grensen for en slik variant av α beløper til (dα/dt)/α =-0.7 (2.1) 10-17/år27. I det følgende eksperimentelle tilnærming for direkte påvisning av 229mth Ground-State forfall vil bli beskrevet.
Bevis for eksistensen av 229-thorium isomer inntil nylig bare kunne utledes fra indirekte målinger, noe som tyder på en eksitasjon energi på 7,8 (5) eV (tilsvarende en bølgelengde i vakuum ultra-fiolett Spectral spekter av 160 (11) NM)4 , 5. vår eksperimentelle tilnærming, med sikte på en direkte identifisering av isomere Ground-State deexcitation av 229mth isomer, bygger på en romlig separasjon av isomer befolkningen i en buffer-gass stoppe celle, etterfulgt av en ekstraksjon, og masse separert transport mot en egnet deteksjons enhet for å registrere de deexcitation produktene28,29. Således kan befolkning og deexcitation av isomer være disentangled, noe som resulterer i et rent måle miljø, upåvirket av spørre bakgrunn bidrag. Befolkningen i isomer oppnås via α forfallet fra en radioaktiv 233U kilde, der en 2% forfall gren provenyet ikke direkte til bakken tilstand 229th, men fyller isomere første glade tilstand i stedet. α-Decay rekyl kjerner er thermalized i en ultra-ren helium atmosfære av en buffer-gass stoppe celle, før de blir guidet av elektriske radiofrekvens (RF) og likestrøm (DC) felt mot et avsugsmunnstykke, hvor den nye overlyds gassen Jet drar dem inn i en tilstøtende vakuum kammer, bolig en (segmentert) radiofrekvens quadrupole (forespørsel) struktur fungerer som ion guide, fase-plass kjøligere og potensielt også som lineær Paul felle for bunching de utpakkede ioner. For en detaljert beskrivelse av buffer gass stoppe celle og utvinning TILBUDSFORESPØRSEL se referanser. 30 priser og , 31 andre , 32. siden opp til det øyeblikket den utpakkede ion strålen inneholder i tillegg til 229 (m)th også kjeden av α forfall datter produkter, er masse separasjon utføres ved hjelp av en QUADRUPOLE masse separator (QMS) i en påfølgende vakuum kammer til slutt Generer en isotopically ren 229 (m)i valgbare lade tilstander (q = 1-3). En detaljert beskrivelse av QMS kan bli funnet i refs. 33 for alle , 34. påvisning av isomere forfall ble oppnådd ved impinging den th ioner direkte på overflaten av en MicroChannel-DETEKTOR (MCP), hvor elektroner er frigjort, akselerert mot et fosfor skjerm og sett av en charge-koplet enhet (CCD) Kameraet. En oversikt over det eksperimentelle oppsettet vises i figur 1. En detaljert beskrivelse er gitt i REF.35.
Figur 1: oversikt over eksperimentoppsettet. Den thorium-229 isomer er befolket via 2% forfall gren i α forfallet av uran-233. 229m Th ioner, forlater 233U kilde på grunn av deres kinetisk rekyl energi, er thermalized i en buffer-gass stoppe celle fylt med 30 mbar helium gass. Ioner er Hentet fra stoppe volumet ved hjelp av RF og DC felt og en lav-energi ion strålen er dannet ved hjelp av en Radio-frekvens quadrupole (forespørsel). Den ion strålen er masse-renset ved hjelp av en quadrupole-masse-separator (QMS) og ioner er mykt implantert inn i overflaten av en mikro-kanals-plate (MCP) detektor kombinert med et fosfor skjerm som gjør det mulig for romlig løst påvisning av eventuelle signalene som oppstår. Med vennlig tillatelse fra springer forskning har dette tallet blitt modifisert fra11. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Følgende protokoll beskriver den underliggende prosedyren for å generere 229 (m)th ion som aktiverte den første direkte oppdagelsen av bakke-State forfall av thorium isomer, og dermed legge grunnlaget for å studere sine forfall egenskaper som en forutsetning av endelig forutsett all-optisk kontroll av denne eksotiske kjernefysiske tilstand mot sin anvendelse som en ultra-presis kjernefysisk frekvens standard. For bedre orientering en skjematisk oversikt over oppsettet som brukes for direkte påvisning av isomere Decay11 er gitt i figur 2, som inneholder en numerisk merking av komponentene som er adressert i følgende protokoll. Også komponentene som brukes for livstids fastsettelse12 er inneholdt som en innfelt.
Figur 2: skjematisk skisse av det eksperimentelle oppsettet som brukes til isomere forfall deteksjon. Komponentene som brukes til livstids måling, vises som en innfelt. Individuelle komponenter som vil bli referert i protokollen delen er numerisk merket. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Utvalget av recoiling α Decay datter kjerner i uran utgjør bare rundt 16 NM. For å oppnå en høy virkningsgrad av kilden for α-rekyl-ioner for en gitt kilde aktivitet, er det obligatorisk å begrense kildematerialets tykkelse til dette området. Det α rekyl utvinnings effektivitet er sterkt påvirket av renslighet av buffer-gass cellen. Forurensninger av stopp gassen vil føre til lade utveksling eller molekyl dannelse. Derfor må gass cellen i seg selv bygges i henhold til ultra-høye vakuum standarder, spesielt for å muliggjøre en bakervarer av cellen og unngå eventuelle organiske materialer inne. Den stopper gassen må renses i henhold til teknisk State-of-the-art, fra høyeste kvalitet gass renhet assistert av katalysator og levering til gassen cellen via en ultra-Clean gass-forsyning linje, delvis omgitt av en kryogene felle til fryse ut urenheter. Generelt er forsiktig justering av den sentrale aksen av det komplette oppsettet til plasseringen av gass celle avsugs munnstykket avgjørende for å oppnå en høy transport-og deteksjons effektivitet29.
Step 1.4.5 er den mest kritiske av protokollen. For effektiv ion-ekstraksjon må det brukes en høy RF-amplitude på trakt ring elektroden. Men hvis amplituden er valgt for høyt, vil gnister i gass cellen forekomme. Maksimal oppnåelig RF spenning amplitude avhenger kritisk på renheten av buffer gassen. En vellykket anvendelse av spenning overvåkes via gjeldende av trakten offset spenning. Denne strømmen vil øke i tilfelle av gnister. Hvis det har oppstått gnister, må bake-ut prosedyren gjentas for å garantere høyest mulig utvinnings effekt.
Et ytterligere kritisk punkt er anvendelsen av høye spenninger til MCP-detektoren (trinn 1.6.2-1.6.4). Felt utslippene kan forekomme på MCP, noe som fører til utslipp av elektroner som kan føre til artefactual signaler.
Optimal ion utvinning og (avkjølt og masse renset) transport mot deteksjons enheten krever nøye justering av den sentrale optiske aksen. Tilgjengeligheten av en optisk justering system (justering laser eller teodolitt) er viktig. Den effektive ion transport gjennom utvinning TILBUDSFORESPØRSELEN og QMS krever en kontinuerlig stabilisering av radiofrekvens amplituder for de to motsatte fasene brukes på hver motsatt par av stenger29. Identifisering av utvinning eller transport problemer kan bli lettere av en ion diagnostiske realisert f. eks, via en flerkanals detektor plassert enten etter hverandre på ulike posisjoner langs ion banen under igangkjøring fasen av oppsett, eller alternativt, f. eks , under 90o bak ekstraksjon tilbudsforespørselen med en høy negativ overflatespenning (1-2 kv) for å tiltrekke alle utpakkede ioner mot detektoren.
Under drift vanligvis to problemer kan oppstå. Ikke alle spenninger er riktig brukt. I dette tilfellet vanligvis ingen ioner er ekstrahert, og man må finne stedet for ikke riktig anvendt spenning. Også urenheter er til stede i helium buffer-gass. I dette tilfellet blir utvinnings effektiviteten for triply ladet thorium ioner drastisk redusert og molekyl dannelse oppstår. I verste fall vil selv gnister dukke opp når trakt spenningen brukes. Årsaken til utilstrekkelig gass renhet er vanligvis en lekkasje i gass forsynings linjen eller en ikke riktig lukket flens på Stopp cellen for buffer gassen.
Den beskrevne metoden for å generere en ren stråle av ioner som inneholder energisk lavtliggende 229mth isomer kan brukes på alle sammenlignbare tilfeller der ion av interesse kan trekkes ut fra buffer-gass atmosfære i store mengder. Renslighet av gass-celle og buffer gass er obligatorisk, og dermed mengden av gjenværende gass urenheter er en begrensning på følsomheten av metoden. Mens ansatt MicroChannel-plate detektor (MCP) er basert på påvisning av elektroner, som utnyttes her for registrering av lav-energi konvertering elektroner, er dette tilfellet allerede ligger på lav-energi grensen av virkningsgraden kurve for MCPs38, mens for høyere energier metoden ville betydelig gevinst i deteksjon effektivitet.
Hittil har den beskrevne metoden gitt den eneste rapporterte direkte og entydige identifikasjonen av de-eksitasjon av thorium isomer. Alternativt, vakuum ultra-fiolett (VUV)-gjennomsiktige krystaller (med store bandgaps, overstiger antatt eksitasjon energi av isomer) er dopet med 229th. Målet er å plassere 229th ioner i høy (4+) ladetilstand krystall gitter posisjoner, hemme de-eksitasjon av store band gap og sikte på en eksitasjon av isomer ved hjelp av røntgenstråler fra Synchrotron lyskilder. Til tross for den elegante konseptet med denne tilnærmingen, så langt ingen VUV fluorescens kan observeres i en rekke eksperimenter rapportert av flere grupper over hele verden39,40,41,42,43 . Det samme gjelder for en klasse av eksperimenter som mål å realisere kjernefysiske eksitasjon av isomer via elektron skallet av 229th, ved hjelp av en såkalt elektron-bro overgang. Her er en resonans kopling mellom et elektron skall overgang og Atom isomer bør muliggjøre en mer effektiv isomer befolkning44,45. Andre eksperimenter som tar sikte på etterforskningen av isomere egenskaper er basert på microcalorimetry46 eller observasjon av hyperfine-Shift i atom skallet47. Svært nylig en annen metode for å opphisse isomer i en laser-indusert plasma ble rapportert48 og er gjenstand for vitenskapelig diskusjon i samfunnet.
Oppdagelsen av den interne konverteringen forfall kanal av thorium isomer11 og fastsettelse av tilsvarende halveringstiden av nøytral 229mth (7 (1) μs)12 kan utnyttes i fremtiden for å realisere en første alle-optiske eksitasjon med en pulserende, tunable VUV laser basert på allerede eksisterende teknologi. Således dagens paradigme at dette ville kreve mye bedre kunnskap om eksitasjon energi og en tilsvarende tilpasset laser utvikling kan være omgås. I kontrast, utnytte kunnskap om intern konvertering elektron utslipp, gating påvisning av konvertering elektroner med laser puls vil gi et høyt signal-til-bakgrunn ratio, samtidig som en skanning av 1 eV av eksitasjon energi på mindre enn 3 dager49. Videre, en bestemmelse av eksitasjon energien i isomer, fortsatt under arbeid, kan være basert på den beskrevne metode for å generere 229mth strålen ved å sende IC Decay elektroner i en magnetisk-flaske elektron spektrometer med hemme feltet elektrode nett50. Den samme teknikken vil også tillate å bestemme isomere levetid for ulike kjemiske miljøer (foreksempel på store band-gap materialer som CaF2 eller frossen argon) eller i 229th+ så vel som i det frie, nøytrale Atom.
Det beskrevet metoden av utvikler en isotopically ren thorium ion stråle av 3 + avgift begrunne kan brukes som verktøyet å skaffe thorium ioner for fremtid laser-spektroskopi eksperimenter. I dette tilfellet kan ion strålen brukes til å laste en Paul felle på en stabil og effektiv måte. Så langt er den eneste alternative metoden å produsere 229th3 + av laser ablasjon fra et solid mål. Dette krever imidlertid høy laser intensitet og en stor mengde av 229th, som er et kostbart radioaktivt materiale og fører til forurensning av brukte vakuum komponenter. Av denne grunn kan den beskrevne metoden være av vesentlig fordel når det gjelder kjernefysiske laser spektroskopi eksperimenter. En første anvendelse av denne typen har allerede blitt publisert51.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av EUs Horizon 2020 forsknings-og innovasjonsprogram under Grant Agreement no. 664732 “nuClock”, av DFG Grant Th956/3-1, og ved LMU Institutt for medisinsk fysikk via Maier-Leibnitz-laboratorium.
Uranium-233 Source | Institut für Radiochemie Universität Mainz | customized | 290 kBq U-233 deposited onto 90 mm diameter |
RF funnel | Secamus Laserschneidtechnik GmbH | customized | 50 ring electrodes, laser cut and electropolished |
Buffer-gas stopping cell | Workshop of LMU Munich | customized | Vacuuchamber DN200 CF for buffer-gas stopping cell |
Roughing pump | Leybold | Screwline SP 250 | Roughing pump for entire system |
Roughing pump control | Siemens | Micromaster 420 | Control unit for Screwline SP 250 |
Vacuum gauge Prepressure | Pfeiffer | TPR 265 | Pressure control for roughing pump |
Vacuum gauge cell 1 | Pfeiffer | CMR 261 | Pressure control for cell (high-pressure range) |
Vacuum gauge cell 2 | Pfeiffer | PBR 260 | Pressure control for cell (low-pressure range) |
Vacuum gauge RFQ | Pfeiffer | PKR 261 | Pressure control for RFQ pressure read-out |
Pressure gauge QMS | Pfeiffer | PKR 261 | Pressure control for QMS pressure read-out |
Pressure control unit | Pfeiffer | TPG 256 A | Control unit for all pressure gauges |
Control PC 1 | Fujitsu | unknown | Control computer for buffer-gas stopping cell |
Simatic with CPU | Siemens | S7-300 | Simatic for automation and control |
Simatic without CPU | Siemens | ET 200M | Simatic for automation and control |
Vacuum valves | SMC | XLH-40 | Vacuum valves for evacuation control |
UHV gate valve | VAT | 48240-CE74 | Gate valve for cell closing during operation |
Turbo-Molecular pump 1 | Pfeiffer | TMU 400M | Turbo pump for cell |
Control unit for TMP 1 | Pfeiffer | TCM 1601 | Control unit for TMP TMU 400M |
Turbo-Molecular pump 2 | Pfeiffer | HiMag 2400 | Trubo pump for RFQ |
Turbo-Molecular pump 3 | Edwards | STP 603 | Trubo pump for QMS |
Control unit for TMP 3 | Edwards | SCU-800 | Control unit for TMP Edwards STP 603 |
Bypass valve of gas tubing | Swagelok | SS-6BG-MM | Valve to bypass the mass-flow controller |
Heating sleeves | Isopad | customized | Heating sleeves for bake out of cell and RFQ |
Temperature sensors | Isopad | TAI/NM NiCrNi | Temperature sensors for bake-out system |
Heating control unit | Electronic workshop of LMU Munich | customized | Control unit for Isopad heating sleeves |
Catalytic gas purifier | SAES MonoTorr | PS4-MT3-R-2 | Gas purifier for ultra-pure helium supply |
He gas cylinder | Air Liquide | He 6.0, 50 liters | Helium of 99.9999 % purity |
Pressure reducer | Druva | FMD 502-16 | Pressure reducer for He gas cylinder |
Valve of gas supply | Swagelok | SS-6BG-MM | Valve to open or close the gas supply |
Mass flow control | AERA | FC-780CHT | Mass flow control valve for He supply |
control unit for mass flow valve | Electronic workshop of LMU Munich | customized | Control unit for AERA mass flow control |
Gas tubing | Dockweiler | Ultron | electropolished gas tubing for He supply |
Cryogenic trap | Isotherm | unknown | cryogenic trap for He purification (optional) |
DC voltage supply for source | Electronic workshop of LMU Munich | customized | DC offset voltage supply for U-233 source |
DC voltage supply for funnel | Heinzinger | LNG 350-6 | Power supply for DC gradient of funnel |
DC voltage supply for RFQ | Iseg | unknown | DC voltage supply for funnel offset, nozzle and RFQ |
Laval nozzle | Friatec AG | customized | Laval nozzle for He and ion extraction |
DC voltage supply for buncher | Heinzinger | LNG 350-6 | DC supply for bunching electrode |
Trigger module | Electronic workshop of LMU Munich | customized | Trigger module for bunched operation |
RF generator for funnel | Stanford Research Systems | SRS DS 345 | RF generator for funnel |
RF amplifier for funnel | Electronic Navigation Industries | ENI 240L-1301 | Rf amplifier for funnel |
RF phase divider for funnel | Electronic workshop of LMU Munich | customized | RF phase divider for funnel |
RF+DC mixer for funnel | Electronic workshop of LMU Munich | customized | Voltage divider and RF+DC mixer for funnel voltage |
Extraction RFQ | Workshop of LMU Munich | customized | Extraction RFQ for ion-beam formation or storage |
RF generator for RFQ | Stanford Research Systems | SRS DS 345 | RF generator for RFQ |
RF amplifier for RFQ | Electronic workshop of LMU Munich | customized | RF amplifier for RFQ |
RF amplifier for bunch electrode | Electronic workshop of LMU Munich | customized | RF amplifier for bunch electrode |
RF+DC mixer for RFQ | Electronic workshop of LMU Munich | customized | Mixes the RF and DC potentials for RFQ voltage |
RFQ exit electrode | Workshop of LMU Munich | customized | 2-mm diameter exit aperture for differential pumping |
4 Channel DC supply | Mesytec | MHV 4 | DC offset for aperture and triode |
QMS | Workshop of LMU Munich | customized | Quadrupole mass separator for m/q selection |
Brubaker DC offset module | Electronic workshop of LMU Munich | customized | DC offset supply for Brubaker lenses of QMS |
QMS DC offset module | Electronic workshop of LMU Munich | customized | DC offset supply for QMS |
USB-to-Analog converter | EA Elektro-Automatik | UTA12 | to generate signal for QMS HV shifter |
QMS HV shifter | Electronic workshop of LMU Munich | customized | to shift the voltage of the QMS DC module |
QMS DC module | Electronic workshop of LMU Munich | customized | Module to provide DC voltages for QMS |
RF generator for QMS | Tektronix | AFG 3022B | RF generator for QMS |
RF amplifier for QMS | Electronic workshop of LMU Munich | customized | RF amplifier for QMS |
Picoscope | Pico Technology | Picoscope 4227 | Oscilloscope for QMS RF control |
Control PC 2 | Fujitsu | Esprimo P900 | Control computer for QMS |
Triode extraction system | Workshop of LMU Munich | customized | Set of three ring electrodes to guide ions |
MCP detector | Beam-Imaging-Solutions | BOS-75-FO | MCP detector with phosphor sreen |
DC voltage supply for MCP | Keithley Instruments | HV Supply 246 | Voltage supply for MCP front side |
DC voltage supply for MCP | CMTE (NIM module) | HV 3160 | Voltage supply for MCP back side |
DC voltage supply for MCP | Fluke | HV Supply 410B | Voltage supply for phosphor sreen |
CCD camera | PointGrey | FL2-14S3M-C | CCD camera for image recording |
Control PC 3 | Fujitsu | Esprimo P910 | Control computer for CCD camera |
Light-tight housing | Workshop of LMU Munich | customized | Light tight wooden box for CCD camera |
Dewar for LN2 supply | Isotherm | unknown | Dewar to provide dry nitrogen for venting |
Evaporator for LN2 | Workshop of LMU Munich | customized | Evaporator to provide dry nitrogen |
Single anode MCP detector | Hamamatsu | F2223 | Single anode MCP for lilfetime measurement |
DC voltage supply for MCP | Fluke | HV supply 410B | Voltage supply for MCP anode |
Power supply for preamplifier | Delta Elektronika | E 030-1 | Power supply for preamplifier |
Preamplifier for MCP signals | Ortec | VT120A | Preamplifier for MCP signals |
Amplifier for MCP signals | Ortec (NIM module) | Ortec 571 | Amplifier for MCP signals |
CFD | Canberra | 1428A | Constant-fraction-discriminator for MCP signals |
Multichannel Scaler | Stanford Research | SR 430 | Multichannel scaler for signal read-out |
Control PC 4 | Fujitsu | Esprimo P920 | Control computer for scaler read-out |
Labview | National Instruments | various versions | Program used for measurement control |
Matlab | Mathworks Inc. | version 7.0 | Program used for data analysis |