Высокопрецизионные измерения масс нуклидов ловушками Пеннинга для широкого спектра задач фундаментальной физики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, доктор наук Елисеев Сергей Александрович

• Елисеев Сергей Александрович
• доктор наук
• 2016

Оглавление диссертации доктор наук Елисеев Сергей Александрович

Список условных сокращений

Введение

Глава 1 Основы высокопрецизионной масс-спектрометрии на основе ловушки Пеннинга

1.1 Идеальная ловушка Пеннинга

1.2 Реальная ловушка Пеннинга

1.3 Радиочастотные возбуждения ловушечных движений

1.4 Методики измерения свободной циклотронной частоты

Глава 2 Установка SHIPTRAP

2.1 Сепаратор по скоростям SHIP

2.2 Газонаполненная камера для остановки продуктов реакции

2.3 Газонаполненный радиочастотный квадруполь

2.4 Ловушки Пеннинга на установке SHIPTRAP

Глава 3 Измерения масс изотопов нобелия и лоуренсия на установке SHIPTRAP

3.1 Механизм образования трансурановых нуклидов

3.2 Результаты измерений масс изотопов нобелия и лоуренсия

3.3 Обсуждение результатов

Глава 4 Установка SHIPTRAP в режиме off-line. Поиск резонансного усиления безнейтринного ядерного двойного электронного захвата

4.1 Краткое изложение теории двойного электронного захвата

4.2 Сравнение безнейтринного двойного электронного захвата с безнейтринным двойным бета-распадом

4.3 Поиск резонансно усиленных 0у2БС-переходов с помощью высоко-прецизионной масс-спектрометрии на основе ловушки Пеннинга

Глава 5 Фазовый метод определения свободной циклотронной частоты

5.1 Схема 1: независимое измерение магнетронной частоты v. и циклотронной частоты v+

5.2 Схема 2: прямое измерение свободной циклотронной частоты vc

5.3 Систематические эффекты

5.4 Экспериментальная апробация методики PI-ICR на установке SHIPTRAP

48 __187

Глава 6 Определение массы Ca, а также ^-значений ß -распада Re и электронного захвата в 163Ho с помощью методики PI-ICR

6.1 Гиромагнитное отношение электрона и квантовая электродинамика

6.2 Проблема определения массы нейтрино из анализа процессов ß "-распада и электронного захвата

48 _

6.3 Описание эксперимента по определению массы Ca, а также ^-значений ß -распада 187Re и EC в 163Ho

Глава 7 Установка PENTATRAP

7.1 Обзор установки

7.2 Создание высокозарядных ионов

7.3 Ионопровод

7.4 Масс-Спектрометр

7.5 Криогенная сборка

7.6 Ловушки Пеннинга

7.7 Методики измерения ловушечных частот

7.8 Электрическая схема измерения ловушечных частот

7.9 Измерительная система

7.10 Ультра-стабильный источник электрического потенциала для ловушек Пеннинга

7.11 Запуск установки PENTATRAP

Заключение

Список литературы

Список условных сокращений

0v2EC - процесс безнейтринного двойного захвата электронов ядром PI-ICR - (англ. Phase-Imaging Ion-Cyclotron-Resonance technique) фазовый метод

определения свободной циклотронной частоты ToF-ICR - (англ. Time-of-Flight Ion-Cyclotron-Resonance technique) метод

время-пролётного ионного циклотронного резонанса FT-ICR - (англ. Fourier-Transform Ion-Cyclotron-Resonance technique) метод

Фурье-трансформ ионного циклотронного резонанса RE - (англ. ring electrode) кольцевой электрод CE - (англ. correction electrode) корректирующий электрод EC - (англ. end cap) оконечный электрод РЧ - радиочастотный МКП - микроканальная пластинка ПШПВ - полная ширина на полувысоте КЭД - квантовая электродинамика

СМ - Стандартная Модель элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий

EBIT - (англ. Electron Beam Ion Trap) источник многозарядных ионов на основе электронного удара

SNR - (англ. Signal-to Noise Ratio) отношение сигнала к шуму FFT - (англ. Fast Fourier Transform) быстрое преобразование Фурье LV - (англ. Low Voltage) низковольтовое HV - (англ. High Voltage) высоковольтовое

DAC - (англ. Digital-to-Analog Converter) цифро-аналоговый преобразователь

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Высокопрецизионные измерения масс нуклидов ловушками Пеннинга для широкого спектра задач фундаментальной физики»

Введение

Одной из ключевых характеристик нуклида является его масса. Измерение этой величины с достаточно высокой точностью позволяет определить полную энергию связи нуклида, которая, по сути, является интегральной характеристикой всех атомных и ядерных сил, действующих в нуклиде, и, таким образом, является ключом к решению многих задач фундаментальной физики: физики ядра [1, 2], астрофизики [3, 4, 5, 6], нейтринной физики [7], метрологии [8] и физики фундаментальных взаимодействий и симметрий [9, 10].

Предполагается, что общее число нуклидов с временем жизни, значительно

23

превышающем характерное время ядерного взаимодействия (10 с), достигает 7000, из которых 288 являются стабильными или фактически стабильными [11, 12]. Примерно 3200 нуклидов уже синтезированы и, таким образом, их существование экспериментально доказано. Массы примерно 2000 нуклидов уже определены с различной точностью [12].

Относительная точность, с которой необходимо знать массу определённого нуклида, зависит от конкретной физической задачи. Например, для определения расположения в ядре протонных и нейтронных оболочек достаточно знать массу нуклида с относительной точностью порядка 10-6. Для исследования феномена деформации ядер и для поиска так называемых гало-ядер необходимо знать массу исследуемых нуклидов с точностью как минимум 10- . Аналогичная точность требуется для корректного описания образования тяжёлых элементов в астрофизических процессах быстрых захватов нейтронов (г-процесс) и протонов (^-процесс). Для проверки теории слабого взаимодействия, в частности, гипотезы сохранения векторного тока (СУС) и унитарности СКМ-матрицы, необходимо знать отношение масс материнских и дочерних нуклидов сверхразрешённых в -переходов с точностью порядка 10- . Во всех выше перечисленных задачах исследуются короткоживущие нуклиды с

периодами полураспада обычно не превышающими нескольких секунд. Для определения типа нейтрино требуется знание отношения масс фактически стабильных материнских и дочерних нуклидов определённых двойных EC-переходов с точностью порядка 10-9. Наивысшая точность, превышающая 1011, требуется при измерении отношения масс таких пар нуклидов,

3 3 187 187 163 163

как He/ H, Re/ Os и Ho/ Dy для возможности определения массы нейтрино на уровне порядка нескольких сотен мэВ/c .

Всё разнообразие экспериментальных методов, исспользуемых для определения масс нуклидов, объединено под общим названием "масс-спектрометрия". Датой рождения масс-спектрометрии можно считать 1897 год, когда Джозеф Джон Томсон (Joseph John Thomson) экспериментально продемонстрировал, что электрон является электрически заряженной частицей, и измерил отношение его массы к заряду [13, 14]. Принцип работы аппарата Томсона, заключающийся в использовании комбинации электрического и магнитного полей для измерения отношения массы к заряду заряженных частиц, лежит в основе практически всех современных масс-спектрометров. Настоящий прорыв в масс-спектрометрии был совершён тем же Томсоном на границе физики и химии. В 1912 году он обнаружил, что атомы неона могут иметь как массу 20 так и массу 22, т.е. каждый химический элемент может иметь различные изотопы [15]. Студент Томсона Франсис Вильям Астон (Francis William Aston) продолжил эксперименты по изучению изотопов различных химических элементов. Для этого он построил серию масс-спектрометров с фокусировкой ионов по скоростям, что позволило достичь разрешающей способности порядка 1000. Он провёл систематические измерения масс более чем 200 нуклидов с относительной точностью порядка 10-4 [16]. В 1920 году Астон обнаружил, что атомные массы различных изотопов одного химического элемента отличаются на нецелое число масс нейтрона, что указывало на наличие силы, связывающей нуклоны в ядре с энергией связи порядка 8 МэВ на нуклон [17]. Данные исследования оказали решающее влияние на развитие капельной модели строения ядра [18, 19, 20]. За

свои работы Томсон в 1906 году и Астон в 1922 году были награждены Нобелевской премией, соответственно, по физике и химии.

В 1935 году Артур Джефри Демпстер (Arthur Jeffrey Dempster) создал прибор, который по праву можно назвать первым современным масс-спектрометром [21]. Он представлял собой комбинацию секторного магнита и секторного электростатического поля с углами поворота соответственно 1800 и 900. Данный прибор, благодаря его способности выполнять фокусировку ионов как в пространстве так и по энергии, позволил достигнуть разрешающей способности порядка 20000. На данном масс-спектрометре с так называемой двойной фокусировкой Демпстер, исследуя тяжёлые нуклиды, открыл изотоп

235

урана U.

Дальнейший прогресс в развитии масс-спектрометрии был связан с созданием приборов, обладающих ионной пространственной фокусировкой высших порядков. Подобные масс-спектрометры использовались Альфредом Ниром (Alfred Nier) [22] и Генри Эдмисоном Даквортом (Henry Edmison Duckworth) [23, 24] в течение Второй Мировой войны для изотопного анализа. Измерения масс большого количества нуклидов, выполненные на данных приборах с относительной точностью порядка 10 , сыграли важную роль в ядерной физике для развития теории протонных и нейтронных оболочек в ядре. Кульминацией в развитии масс-спектрометров с двойной фокусировкой явилось создание Хисаши Мацуда (Hisashi Matsuda) серии масс-спектрометров, на которых он со своими сотрудниками в 1968 году при измерении разницы атомных масс 40Ca и 40Ar достиг разрешающей способности порядка 106 [25].

50-ые годы прошлого столетия ознаменовались созданием приборов, принципиально отличающихся от классических масс-спектрометров. Они получили названия "ловушки Пауля" [26] и "ловушки Пеннинга" [27]. В высоко-прецизионной масс-спектрометрии для решения задач фундаментальной физики в основном используются ловушки Пеннинга. Более того, в наше время данные масс-спектрометры не имеют себе равных в разрешающей способности и точности определения масс, и поэтому они стали

"рабочими лошадками" в экспериментах по измерению масс нуклидов для фундаментальной физики. Ловушка Пеннинга представляет собой суперпозицию сильного постоянного однородного магнитного и постоянного квадрупольного электростатического полей. Данная конфигурация полей позволяет удерживать заряженные частицы в малом объёме довольно продолжительное время. Масса заряженной частицы определяется посредством измерения циклотронной частоты вращения данной частицы в магнитном поле.

Первая ловушка Пеннинга была создана в середине 50-ых годов в университете имени Вашингтона (University of Washington, Seattle) Хансом Демельтом (Hans Dehmelt) для определения массы электрона [28]. Дальнейшее развитие данной методики позволило ему в 70-ых годах совместно со своим учеником Бобом ван Дайком (Bob van Dyck) провести высокопрецизионные измерения отношения массы электрона к массе позитрона [29]. Примерно в то же время им была продемонстрирована возможность захвата и удержания в ловушке единичного иона, в частности однозарядного иона бария. В 1978 году Георг Гертнер (Georg Gartner) и Эберхард Клемпт (Eberhard Klempt) из университета города Майнц (University of Mainz) провели измерение отношения массы протона к массе электрона с точностью порядка 2.9 ppm с помощью методики регистрации заряда, наведённого в электродах ловушки движущимся ионом [30]. Двумя годами позже их коллеги по университету Гернот Грэфф (Gernot Graff), Хартмут Калиновский (Hartmut Kalinowsky) и Йоахим Траут (Joachim Traut) пятикратно улучшили точность данного отношения, применив для определения масс протона и электрона методику время-пролётного циклотронного резонанса [31]. Вплоть до конца 80-ых годов прошлого столетия ловушки Пеннинга использовались в основном для измерения масс элементарных частиц, таких как электрон, позитрон и протон.

Начало масс-спектрометрии короткоживущих нуклидов на базе ловушек Пеннинга было положено в 1987 году с созданием установки ISOLTRAP. Данная установка находится в ЦЕРНе (CERN) и предназначена для измерения масс короткоживущих нуклидов, образованных в реакциях фрагментации

тяжёлых нуклидов высокоэнергетичными протонами [32]. 180ЬТКЛР оставался единственным масс-спектрометром на базе ловушек Пеннинга для измерения короткоживущих нуклидов вплоть до начала 2000-ых, ознаменовавшихся практически одновременным созданием в Европе и Северной Америке семи установок подобных 180ЬТЯЛР для проведения экспериментов по измерению масс широкого спектра короткоживущих нуклидов, образованных в различных ядерных реакциях [33, 34, 35, 36, 37, 38] (см. таблицу В.1).

Таблица В.1: Список работающих установок на базе ловушек Пеннинга для измерения масс короткоживущих нуклидов. Под названием каждой установки приведён год её ввода в эксплуатацию. В первой колонке приводится тип

тип КОЬТЯЛР ТГГЛК ЬБВ1Т ЗШРТЯЛР 1УБЬТЯЛР СРТ ТКЮЛТЯЛР

реакции 1987 2003 2003 2000 2003 2001 2008

[32] [33] [34] [35] [36] [37] [38]

фрагментация р (0.5 или 1.4 ГэВ) + и X X X

фрагментация ионы (100 МэВ) + Ве X

слияние- X X

испарение

спонтанное X

деление

деление X

неитронами

Необходимо отметить, что данные установки скорее не конкурируют между собой, а дополняют друг друга, т.к. на каждой установке измеряются массы нуклидов, образованных только в определённом типе ядерной реакции. Например, установки СРТ и ТКЮЛТЯЛР созданы для исследования нейтроноизбыточных нуклидов средних и тяжёлых масс. Установка ТУБЬТЯЛР служит для измерения протоноизбыточных нуклидов вплоть до висмута, тогда как ЗШРТЯЛР предназначен для проведения измерения масс трансурановых элементов. Например, на БШРТКЛР при активном участии автора данной диссертации были успешно проведены измерения масс некоторых изотопов

нобелия и лоуренсия (см. главу 3). На всех установках за исключением масс-спектрометра TITAN on-line эксперименты проводятся преимущественно с

о

однозарядными ионами с относительными точностями, не превышающими 10 . В основу данных установок легла методика определения массы нуклида с помощью время-пролётного циклотронного резонанса [31] (см. главу 2). Примерно с 1987 по 2007 год использовалась одноимпульсная разновидность методики время-пролётного циклотронного резонанса, причём исчерпывающее теоретическое описание данной методики появилось только в 1995 году [39]. В 2007 году были предложены две модификации данной методики: (а) схема Рамзей (Ramsey) [40] и (б) октупольная схема [41, 42], что позволило повысить точность определения масс короткоживущих нуклидов примерно в три раза. Более того, по сравнению с одноимпульсной схемой октупольная схема имеет на порядок большую разрешающую способность. К сожалению, октупольная схема в отличие от схемы Рамзей не получила широкого распространения вследствие своей сложности. Новым прорывом в масс-спектрометрии короткоживущих нуклидов может стать принципиально новая методика, предложенная автором данной диссертации в 2013 году и получившая название PI-ICR (см. главу 5) [43]. По сравнению со схемой Рамзей она даёт пятикратное увеличение точности определения массы нуклида и обладает в 40 раз большей разрешающей способностью. Данная методика позволяет определять с точностью порядка 10 массы короткоживущих нуклидов с периодами полураспада всего несколько миллисекунд, что на данный момент невозможно достичь ни с одной из существующих методик. С помощью данной методики на установке SHIPTRAP были измерены отношения масс нескольких пар долгоживущих и стабильных нуклидов с относительной точностью близкой к 10-10 (см.

главы 5 и 6). Использование многозарядных ионов вместо однозарядных для измерения массы нуклида, как это реализовано на установке TITAN [33], также позволяет увеличить точность определения массы нуклида. Тем не менее данная методика сопряжена со значительным уменьшением эффективности и усложнением установки вследствие необходимости

дополнительно иметь узел ионизации нуклидов до высоких зарядовых состояний.

Параллельно с ловушками Пеннинга для экспериментов с короткоживущими нуклидами делались попытки создания масс-спектрометров для измерений масс стабильных нуклидов с относительной точностью, превышающей 10-10. На сегодняшний день существует единственный работающий масс-спектрометр подобного рода - установка MIT/FSU-Trap, расположенная в университете штата Флорида (Florida State University) [9]. Данная установка обладает криогенными ловушками Пеннинга, охлаждёнными до температуры жидкого гелия. Для измерения массы стабильных нуклидов используется целый класс методов, основанных на измерении заряда, наведённого в электродах ловушки движущимся высокозарядным ионом. Особенностью данной установки является создание высокозарядных ионов прямо в области ловушки Пеннинга посредством подачи исследуемого нуклида в газообразной форме в область ловушки с его последующей ионизацией с помощью электронного пучка. Для различных задач фундаментальной физики на данной установке были проведены измерения масс большого количества стабильных нуклидов с точностью, превышающей 10-10.

Существует целый ряд физических задач, требующих знания отношения масс определённых долгоживущих и стабильных нуклидов с относительной точностью, значительно превышающей 10-11. В качестве примера можно привести определение массы нейтрино с ожидаемой точностью порядка 0.2

2 187 163

эВ/c из анализа ß ' распада Re и электронного захвата в Ho в экспериментах как MARE [44], NuMECS [45, 46], HOLMES [47] и ECHo [48]. Необходимым условием для достижения декларируемой точности определения

187 187 163 163

массы нейтрино является определение отношения масс Re/ Os и Ho/ Dy с точностью, значительно превышающей 10-11. На сегодняшний день ещё не существует масс-спектрометров, позволяющих достичь подобных точностей для широкого спектра нуклидов. Установкой, призванной изменить данное положение вещей, является масс-спектрометр PENTATRAP, который создаётся

под руководством автора данной диссертации в институте ядерной физики имени Макса Планка в Гейдельберге (Max-Planck Institut für Kernphysik, Heidelberg) (см. главу 7) [49, 50]. С введением в эксплутацию данной установки

станет возможным определение масс широкого спектра долгоживущих

12

нуклидов с относительной точностью, достигающей 10 .

Стоит кратко упомянуть ещё три методики, применяемые в наше время для измерения масс короткоживущих нуклидов: (а) методика Шотки (Schottky) (SMS) [51], (б) изохронная методика (IMS) [52] и (с) мультирефлектроны (MR-ToF) [53].

Первые две методики применяются в основном на накопительном кольце ESR в научном центре ГСИ в Дармштадте (GSI, Darmstadt). Преимуществом данных двух методов по сравнению с ловушками Пеннинга является возможность измерения в одном эксперименте масс десятков нуклидов в широком диапазоне массовых чисел. Недостатками методики SMS являются невозможность с её помощью измерения масс нуклидов с временами жизни, не превышающими нескольких секунд, и умеренная точность порядка 10" определения массы нуклидов. Методика IMS лишена недостатка, связанного с ограничением на время жизни нуклидов. Но максимально достижимая точность определения масс нуклидов с помощью данной методики на сегодняшний день не превышает 10-6. Следует также отметить, что в отличие от ловушек Пеннинга накопительные кольца являются крупнозатратными и очень дорогими в эксплутации установками.

Перспективным направлением в области измерения масс очень короткоживущих нуклидов является использование компактных приборов, объединённых общим названием "мультирефлектроны". Областью применения данных приборов являются измерения c точностью примерно 10-6 масс нуклидов с периодами полураспада, не превышающими нескольких десятков миллисекунд.

Целью диссертационной работы являлось:

1. Создание элементов установки SHIPTRAP для проведения on-line экспериментов по измерению масс короткоживущих протоноизбыточных нуклидов, полученных в ядерных реакциях слияния-испарения.

2. Подготовка и проведение on-line измерений масс сверхтяжёлых

252 255 255 256

короткоживущих нуклидов - No и ' Lr - первых прямых измерений масс трансурановых нуклидов.

3. Подготовка и проведение серии off-line измерений разницы масс большого количества пар стабильных нуклидов в рамках программы по поиску резонансного усиления безнейтринного ядерного двойного электронного захвата.

4. Предложение и разработка фазового метода определения свободной циклотронной частоты иона и проведение с помощью данной методики измерений отношения масс долгоживущих пар нуклидов 48Са/12С4, 132Xe/131Xe, 163Ho/163Dy и 187Re/187Os с относительной точностью, близкой к 10-10.

5. Создание установки PENTATRAP для прямого измерения масс долгоживущих нуклидов с ультра-прецизионной относительной точностью, превышающей 10-11.

Научная новизна и практическая ценность работы.

В работах, явившихся основой данной диссертации, получены следующие новые научные результаты:

1. Впервые в мире были проведены прямые высокопрецизионные измерения масс трансурановых нуклидов с помощью ловушки Пеннинга. Измерены массы сверхтяжёлых нуклидов нобелия и лоуренция, имеющих наименьшие сечения образования, когда-либо исследованные с помощью ловушек Пеннинга. Практическая ценность данных измерений заключается в демонстрации возможности проведения подобного рода прямых высокопрецизионных измерений масс трансурановых нуклидов с сечениями образования, не превышающими нескольких десятков нбарн. По результатам данных экспериментов было сделано заключение о возможности проведения на установке ЗШРТЯАР прямых измерений нуклидов с протонными числами, достигающими 7=110. Построен участок ландшафта масс сверхтяжёлых элементов.

2. В экспериментах по определению типа нейтрино упор всегда делался на исследовании безнейтринного двойного в' распада. Альтернативный и по некоторым параметрам более удобный для исследования процесс безнейтринного двойного захвата электронов ядром (0у2БС) не привлекал к себе должного внимания из-за его очень малой вероятности. Тем не менее в некоторых случаях вероятность процесса, зависящая от разности масс материнского и дочернего нуклидов данного процесса, может быть значительно увеличена. Автором данной диссертации впервые была реализована комплексная программа по поиску резонансно усиленного процесса безнейтринного двойного электронного захвата посредством прямого прецизионного измерения разности масс материнского и дочернего нуклидов большого числа 0у2БС переходов. Практическая ценность данных измерений заключается в нахождении двух резонансно усиленных 0у2БС переходов. Для одного из них, а именно для 0у2БС в 15(60у, была открыта возможность существования

феномена мультирезонансного усиления. В данном нуклиде резонансно-усиленный безнейтринный двойной электронный захват может идти на четыре ядерных возбуждённых состояния.

3. Автором была предложена, разработана и внедрена на установке SHIPTRAP совершенно новая методика определения масс нуклидов, получившая в научной англоязычной литературе наименование "phase-imaging ion-cyclotron-resonance technique" или сокращённо "PI-ICR." Практическая ценность данной методики заключается в том, что она

-7

позволяет определять с точностью порядка 10 массы короткоживущих нуклидов с периодами полураспада всего несколько миллисекунд, что на данный момент невозможно достичь ни с одной другой существующей методикой. Измеренные с помощью данной методики отношения масс долгоживущих пар нуклидов 48Са/12С4, 163Ho/163Dy и 187Re/187Os с относительной точностью, близкой к 10-10, важны для развития экспериментов по определению массы нейтрино, а также для теста квантовой электродинамики в сильных электромагнитных полях.

4. Созданная под руководством автора данной работы установка PENTATRAP является единственным масс-спектрометром, который в ближайшем будущем позволит проводить измерения масс долгоживущих нуклидов с относительной точностью, значительно превышающей 10-11. Это позволит, например, определить ^-значение электронного захвата в 163Ho с точностью, как минимум 1 эВ.

Публикации, апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:

1. Международная научная конференция TCP 2006 (Ванкувер, Канада, 2006),

2. Международная научная конференция EMIS 2007 (Довиль, Франция,

2007),

3. Симпозиум на тему "Физика массивных нейтрино" (Милос, Греция,

2008),

4. Семинар, посвящённый измерениям масс трансурановых нуклидов на установке SHIPTRAP (Гейдельберг, Германия, 2009),

5. Международная научная конференция DPG 2009 (Гамбург, Германия, 2009),

6. Международная научная конференция "Heraeus Seminar 2009" (Бад Хоннеф, Германия, 2009),

7. Международный научный симпозиум SFB 2009 (Гейдельберг, Германия, 2009),

8. Семинар, посвящённый высокопрецизионной масс-спектрометрии на базе ловушек Пеннинга (Гейдельберг, Германия, 2010),

9. Международная научная конференция TCP 2010 (Саариселкэ, Финляндия, 2010),

10. Доклад на семинаре в ПИЯФ на тему "Проект PENTATRAP" (Гатчина, Россия, 2010),

11. Доклад на SHIPTRAP собрании в научном центре GSI на тему "Безнейтринный двойной электронный захват" (Дармштадт, Германия, 2011),

12. Семинар, посвящённый использованию ловушек Пеннинга в нейтринной физике (Гейдельберг, Германия, 2011),

13. Международная научная конференция DPG 2011 (Дрезден, Германия, 2011),

14. Семинар, посвящённый безнейтринному двойному электронному захвату (Гейдельберг, Германия, 2011),

15. Международная научная конференция ARIS 2011 (Лёвен, Бельгия, 2011),

16. Международная научная конференция MEDEX 2011 (Прага, Чехия, 2011),

17. Международная научная конференция EXON 2012 (Владивосток, Россия, 2012),

18. Международная научная конференция DPG 2013 (Ганновер, Германия, 2013),

19. Международная научная конференция LASER 2013 (Познань, Польша, 2013),

20. Международная научная конференция INPC 2013 (Флоренция, Италия,

2013),

21. Международная научная конференция "EMMI Physics Days 2013" (Дармштадт, Германия, 2013),

22. Доклад на семинаре в отделении атомной физики научного центра GSI (Дармштадт, Германия, 2013),

23. Доклад на семинаре в ПИЯФ на тему "Ловушки Пеннинга для фундаментальной физики" (Гатчина, Россия, 2014),

24. Международная научная конференция DPG 2014 (Берлин, Германия,

2014),

25. Доклад на ежегодном NUSTAR собрании в научном центре GSI на тему "Методика PI-ICR" (Дармштадт, Германия, 2014),

26. Международная научная конференция "Heraeus Seminar 2014" (Бад Хоннеф, Германия, 2014),

*

27. Международная научная конференция ECT 2014 (Тренто, Италия, 2014),

28. Международная научная конференция ECTI 2014 (Майнц, Германия, 2014),

29. Международный научный симпозиум по изучению ядерной структуры нуклидов (Стамбул, Турция, 2014),

30. Международная научная конференция TCP 2014 (Такамацу, Япония, 2014),

31. Доклад на TRIGATRAP семинаре в университете города Майнц на тему "Методика PI-ICR" (Майнц, Германия, 2014),

32. Международная научная конференция DPG 2015 (Гейдельберг, Германия, 2015),

33. Международная научная конференция по свойствам ядер и ядерных возбуждений (Хиршегг, Австрия, 2015),

34. Международная научная конференция EURORIB 2015 (Хоенрода, Германия, 2015).

По теме диссертации опубликовано 29 работ в ведущих рецензируемых научных журналах.

Структура диссертации.

Первая глава посвящена описанию базовых принципов высокопрецизионной масс-спектрометрии на базе ловушек Пеннинга. Основной целью данной главы является сжатое изложение тех разделов теории ловушек Пеннинга, которые необходимы для понимания материала, изложенного в последующих главах.

Во второй главе рассматривается установка SHIPTRAP, расположенная в научном центре ГСИ (GSI, Германия). Подробно описываются назначение и принцип работы каждого ключевого узла установки.

Третья глава посвящена on-line измерениям на установке SHIPTRAP масс

252 255

короткоживущих трансурановых изотопов нобелия " No и лоуренсия 255,256Lr. Данные измерения являются первыми в мире измерениями масс трансурановых нуклидов, проведёнными с помощью ловушек Пеннинга. Более того, данные изотопы нобелия и лоуренсия являются нуклидами с наименьшими сечениями образования, когда-либо исследованными с помощью ловушек Пеннинга.

Четвёртая глава посвящена обзору результатов поиска резонансно усиленных 0у2ЕС-переходов с помощью прямых измерений на установке

SHIPTRAP атомных масс материнских и дочерних нуклидов всех представляющих интерес 0у2ЕС-переходов.

В пятой главе излагаются основные принципы фазовой методики определения свободной циклотронной частоты vc иона в ловушке Пеннинга (методика PI-ICR).

Шестая глава посвящена успешному применению методики PI-ICR на

48

установке SHIPTRAP для измерения атомной массы Са, а также для

187 163

определения Q-значений в - -распада Re и электронного захвата в Ho. Точное знание массы 48Са было необходимо для проверки квантовой электродинамики в сильных электромагнитных полях посредством измерения гиромагнитных отношений атомных электронов в ионах 40Са17+ и 48Са17+. Q-

187 163

значения в -распада Re и электронного захвата в Ho представляют интерес для экспериментов по определению массы нейтрино.

В седьмой главе рассматривается установка PENTATRAP, расположенная в институте ядерной физики имени Макса Планка в Гейдельберге (Германия). Она представляет собой уникальный масс-спектрометр на основе пяти ловушек Пеннинга. Уникальность данной установки заключается в том, что она является первым и на данный момент единственным в мире масс-спектрометром, который позволит определять отношения масс стабильных и долгоживущих нуклидов с относительной неопределённостью меньше, чем 10-11.

В заключении кратко суммируются основные результаты выполненной работы.

На защиту выносятся следующие результаты:

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Елисеев Сергей Александрович, 2016 год

Список литературы

[1] R. B. Cakirli h R. F. Casten, «Nuclear binding and nuclear structure,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 187-191, 349-350 2013.

[2] H. Simon, «Masses of unbound nuclear systems,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 172-180, 349350 2013.

[3] H. Schatz, «Nuclear masses in astrophysics,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 181-186, 349-350 2013.

[4] S. Kreim, M. Hempel, D. Lunney h J. Schaffner-Bielich, «Nuclear masses and neutron stars,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 63-68, 349-350 2013.

[5] J. Clark h G. Savard, «Precision masses for studies of the astrophysical r process,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 81-86, 349-350 2013.

[6] J. M. Pearson, S. Goriely h N. Chamel, «Microscopic mass models for astro-physics,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 57-62, 349-350 2013.

[7] S. Eliseev, T. Eronen h Y. N. Novikov, «Penning-trap mass spectrometryfor neutrino physics,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 102-106, 349-350 2013.

[8] P. Becker h D. Schiel, «The Avogadro constant and a new defini-tion of the kilogram,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 219-226, 349-350 2013.

[9] G. E. Myers, «The most precise atomic mass measurementsin Penning traps,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 107-122, 349-350 2013.

[10] T. Eronen h A. Jokinen, «High-precision atomic mass measurements fora CKM unitarity test,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 69-73, 349-350 2013.

[11] J. Erler, N. Birge, M. Kortelainen, W. Nazarewicz, E. Olsen, A. M. Perhac h M. Stoitsov, «The limits of the nuclear landscape,» Nature, pp. 509-512, 486 2012.

[12] G. Audi, F. G. Kondev, M. Wang, B. Pfeiffer, X. Sun, J. Blachot h M. MacCormick, «The NUBASE2012 evaluation of nuclear properties,» Chinese Phys. C, pp. 1157-1286, 36 2012.

[13] J. J. Thomson, «Cathode rays,» Phil. Mag., p. 293, 44 1897.

[14] J. J. Thomson, «On the Masses of the Ions in Gases at Low Pressures,» Phil. Mag., pp. 547567, 48 1899.

[15] J. J. Thomson, «Further experiments on positive rays,» Phil. Mag., p. 209, 24 1912.

[16] F. W. Aston, Mass Spectra and Isotopes, second ed., London: Edward Arnold, 1942.

[17] F. W. Aston, «Bakerian Lecture. A New Mass-Spectrograph and the Whole Number Rule,» Proc. R. Soc. Lond. A, p. 487, 115 1927.

[18] G. Gamow, «Mass Defect Curve and Nuclear Constitution,» Proc. R. Soc. London, Ser. A, pp. 632-644, 126 1930.

[19] C. F. von Weizsäcker, «Zur Theorie der Kernmassen,» Z. Phys., pp. 431-458, 96 1935.

[20] H. A. Bethe h R. F. Bacher, «Nuclear Physics A. Stationary States of Nuclei,» Rev. Mod. Phys., p. 82, 8 1936.

[21] A. J. Dempster, «A new method of positive ray analysis,» Phys. Rev., pp. 316-325, 11 1918.

[22] A. O. Nier h T. R. Roberts, «The Determination of Atomic Mass Doublets by Means of a Mass Spectrometer,» Phys. Rev., pp. 507-510, 81 1951.

[23] H. E. Duckworth, «A Large Dempster-Type Double-Focusing Mass Spectrograph,» Rev. Sci. Instr., pp. 54-59, 21 1950.

[24] H. E. Duckworth, H. A. Johnson, R. S. Preston h R. F. Woodcock, «Some New Mass Comparisons Involving Si, Fe, Ni, Cu, Zn, W, and Pt,» Phys. Rev., pp. 386-390, 78 1950.

[25] S. Fukumoto, T. Matsuo h H. Matsuda, «40Ca-40Ar Mass Difference Measurement by High Resolution Mass Spectrometer,» J. of the Phys. Soc. of Japan, pp. 946-950, 25 1968.

[26] W. Paul h H. Steinwedel, «Ein neues Massenspektrometer ohne Magnetfeld,» Z. Naturf., pp. 448-450, 8a 1953.

[27] H. G. Dehmelt, «Radiofrequency spectroscopy of stored ions. I: Storage,» Advances in Atomic and Molecular Physics, pp. 53-72, 3 1967.

[28] H. G. Dehmelt, Lecture: Single elementary/atomic particle at rest in space, US: Springer, 1983.

[29] P. B. Schwinberg, R. S. Van Dyck Jr. h H. G. Dehmelt, «Trapping and thermalization of positrons for geonium spectroscopy,» Phys. Lett. A, pp. 119-120, 81 1981.

[30] G. Gärtner h E. Klempt, «A direct determination of the proton-electron mass ratio,» Zeitschrift für Physik A, pp. 1-6, 287 1978.

[31] G. Gräff, H. Kalinowsky h J. Traut, «A direct determination of the proton electron mass ratio,» Zeitschrift für Physik A, pp. 35-39, 297 1980.

[32] H. Stolzenberg, S. Becker, G. Bollen, F. Kern, H.-J. Kluge, T. Otto, G. Savard, L. Schweikhard, G. Audi h R. B. Moore, «Accurate mass determination of short-lived isotopes by a tandem Penning-trap mass spectrometer,» Phys. Rev. Lett., p. 3104, 65 1990.

[33] V. L. Ryjkov, M. Brodeur, T. Brunner, M. Smith, R. Ringle, A. Lapierre, F. Ames, P.

Bricault, M. Dombsky, P. Delheij, D. Lunney, M. R. Pearson u J. Dilling, «Direct Mass Measurement of the Four-Neutron Halo Nuclide He8,» Phys. Rev. Lett., p. 012501, 101 2008.

[34] G. Bollen, D. Davies, M. Facina, J. Huikari, E. Kwan, P. A. Lofy, D. J. Morrissey, A. Prinke, R. Ringle, J. Savory, P. Schury, S. Schwarz, C. Sumithrarachchi, T. Sun u L. Weissman, «Experiments with Thermalized Rare Isotope Beams from Projectile Fragmentation: A Precision Mass Measurement of the Superallowed ß Emitter 38Ca,» Phys. Rev. Lett., p. 152501, 96 2006.

[35] S. Rahaman, M. Block, D. Ackermann, D. Beck, A. Chaudhuri, S. Eliseev, H. Geissel, D. Habs, F. Herfurth, F. P. Heßberger u et al., «On-line commissioning of SHIPTRAP,» Int. J. of Mass Spectr., p. 146-151, 251 2006.

[36] S. Rinta-Antila, S. Kopecky, V. S. Kolhinen, J. Hakala, J. Huikari, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Äystö u J. Szerypo, «Direct mass measurements of neutron-rich zirconium isotopes up to 104Zr,» Phys. Rev. C, p. 011301(R), 70 2004.

[37] G. Savard, R. C. Barber, C. Boudreau, F. Buchinger, J. Caggiano, J. Clark, J. E. Crawford, H. Fukutani, S. Gulick, J. C. Hardy u et al., «The Canadian Penning Trap Spectrometer at Argonne,» Hyperfine Interect., pp. 221-228, 132 2001.

[38] J. Ketelaer, G. Audi, T. Beyer, K. Blaum, M. Block, R. B. Cakirli, R. F. Casten, C. Droese, M. Dworschak, K. Eberhardt u et al., «Mass measurements on stable nuclides in the rare-earth region with the Penning-trap mass spectrometer TRIGA-TRAP,» Phys. Rev. C, p. 014311, 84 2011.

[39] M. K6nig, G. Bollen, H. -J. Kluge, T. Otto u J. Szerypo, «Quadrupole excitation of stored ion motion at the true cyclotron frequency,» Int. J. of Mass Spectr., pp. 95-116, 142 1995.

[40] M. Kretzschmar, «The Ramsey method in high-precision mass spectrometry with Penning traps: Theoretical foundations,» Int. J. Mass. Spec., pp. 122-145, 264 2007.

[41] S. Eliseev, M. Block, A. Chaudhuri, F. Herfurth, H. -J. Kluge, M. Martin, C. Rauth u G. Vorobjev, «Octupolar excitation of ions stored in a Penning trap mass spectrometer—A study performed at SHIPTRAP,» Int. J. of Mass Spectr., p. 45-50, 262 2007.

[42] R. Ringle, G. Bollen, P. Schury, S. Schwarz u T. Sun, «Octupolar excitation of ion motion in a Penning trap—A study performed at LEBIT,» Int. J. of Mass Spectr., p. 33-44, 262 2007.

[43] S. Eliseev, K. Blaum, M. Block, A. Dörr, C. Droese, T. Eronen, M. Goncharov, M. Höcker, J. Ketter, E. Minaya Ramirez, D. A. Nesterenko, Y. N. Novikov u L. Schweikhard, «A phase-imaging technique for cyclotron-frequency measurements,» Appl. Phys. B, pp. 107-128, 114 2014.

[44] A. Nucciotti, «Neutrino mass calorimetric searches in the MARE experiment,» Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.), p. 155, 229 2012.

[45] J. W. Engle, E. R. Birnbaum, H. R. Trellue, K. D. John, M. W. Rabin u F. M. Nortier, «Evaluation of 163Ho production options for neutrino mass measurements with microcalorimeter detectors,» Nucl. Instr. Meth. B, pp. 131-138, 311 2013.

[46] M. P. Croce, E. M. Bond, A. S. Hoover, G. J. Kunde, W. A. Moody, M. W. Rabin, D. A. Bennett, J. Hayes-Wehle, V. Kotsubo, D. R. Schmidt u J. N. Ullom, «Integration of Radioactive Material with Microcalorimeter Detectors,» J. Low Temp. Phys., pp. 1009-1014, 176 2014.

[47] B. Alpert, M. Balata, D. Bennett, M. Biasotti, C. Boragno, C. Brofferio, V. Ceriale, D. Corsini, M. De Gerone, R. Dressler u et al., «HOLMES-The Electron Capture Decay of 163Ho to Measure the Electron Neutrino Mass with sub-eV sensitivity». arXiv: 1412.5060v2 (2015).

[48] L. Gastaldo, K. Blaum, A. Dörr, C. E. Düllmann, K. Eberhardt, S. Eliseev, C. Enss, A. Faessler, A. Fleischmann, S. Kempf, M. Krivoruchenko, S. Lahiri, M. Maiti, Y. N. Novikov, P. C.-O. Ranitzsch, F. Simkovic, Z. Szusc u M. Wegner, «The electron capture 163Ho Experiment ECHo,» J. Low Temp. Phys., pp. 876-884, 176 2014.

[49] J. Repp, C. Böhm, J. R. Crespo Lopez-Urrutia, A. Dörr, S. Eliseev, S. George, M. Goncharov, Y. N. Novikov, C. Roux, S. Sturm, S. Ulmer u K. Blaum, «PENTATRAP: a novel cryogenic multi-Penning-trap experiment for high-precision mass measurements on highly charged ions,» Appl. Phys. B, pp. 983-996, 107 2012.

[50] C. Roux, C. Böhm, A. Dörr, S. Eliseev, S. George, M. Goncharov, Y. N. Novikov, J. Repp, S. Sturm, S. Ulmer u K. Blaum, «The trap design of PENTATRAP,» Appl. Phys. B, pp. 9971005, 107 2012.

[51] B. Franzke, K. Beckert, H. Eickhoff, F. Nolden, H. Reich, U. Schaaf, B. Schlitt, A. Schwinn, M. Steck u T. Winkler, «Schottky mass spectrometry at the experimental storage ring ESR,» Phys. Scr. T, pp. 176-178, 59 1995.

[52] M. Hausmann, F. Attallah, K. Beckert, F. Bosch, A. Dolinskiy, H. Eickhoff, M. Falch, B. Franczak, B. Franzke, H. Geissel u et al., «First isochronous mass spectrometry at the experimental storage ring ESR,» Nucl. Instr. and Meth. A, pp. 569-580, 446 2000.

[53] W. R. Plaß, T. Dickel u C. Scheidenberger, «Multiple-reflection time-of-flight mass spectrometry,» Int. J. of Mass Spectrometry, pp. 134-144, 349-350 2013.

[54] L. S. Brown u G. Gabrielse, «Geonium theory,» Rev. Mod. Phys., pp. 233-311, 58 1986.

[55] C. Diehl, K. Blaum, M. Höcker, J. Ketter, D. B. Pinegar, S. Streubel u R. S. Van Dyck Jr., «Progress with the MPIK/UW-PTMS in Heidelberg,» Hyper. Inter., pp. 291-300, 199 2011.

[56] S. Streubel, T. Eronen, M. Höcker, J. Ketter, M. Schuh, R. S. Van Dyck u K. Blaum, «Towards a more accurate Q value measurement of tritium: status of THe-Trap,» Appl. Phys. B: Lasers and Optics, pp. 137-145, 114 2014.

[57] E. A. Cornell, R. M. Weisskoff, K. R. Boyce u D. E. Pritchard, «Mode coupling in a Penning trap: pi pulses and a classical avoided crossing,» Phys. Rev. A, pp. 312-315, 41 1990.

[58] H. Goldstein, Classical Mechanics, 2nd, Addison-Wesley Publishing Company Inc., 1980.

[59] L. S. Brown u G. Gabrielse, «Precision spectroscopy of a charged particle in an imperfect Penning trap,» Phys. Rev. A, pp. 2423-2425, 25 1982.

[60] G. Gabrielse, «The true cyclotron frequency for particles and ions in a Penning trap,» Int. J. Mass. Spec., pp. 107-112, 279 2009.

[61] J. Ketter, T. Eronen, M. Höcker, S. Streubel u K. Blaum, «First-order perturbative calculation of the frequency-shifts caused by static cylindrically-symmetric electric and magnetic imperfections of a Penning trap,» Int. J. Mass Spectrom., pp. 1-16, 358 2014.

[62] J. Ketter, T. Eronen, M. Höcker, M. Schuh, S. Streubel u K. Blaum, «Classical calculation of relativistic frequency-shifts in an ideal Penning trap,» Int. J. Mass Spec., pp. 34-40, 361 2014.

[63] G. Gräff, H. Kalinowsky u J. Traut, «A Direct Determination of the Proton Electron Mass Ratio,» Z. Physik A, pp. 35-39, 297 1980.

[64] H. G. Dehmelt u F. L. Walls, «Bolometric technique for the rf-spectroscopy of stored ions,» Phys. Rev. Lett., pp. 127-131, 21 1968.

[65] M. B. Comisarow u A. G. Marshall, «Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Spectroscopy,» Chem. Phys. Lett., pp. 282-283, 25 1974.

[66] M. Block, D. Ackermann, K. Blaum, A. Chaudhuri, Z. Di, S. Eliseev, R. Ferrer, D. Habs, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, H. -J. Kluge, G. Maero, A. Martin, G. Marx, M. Mazzocco, M. Mukherjee, J. B. Neumayr, W. R. Plaß, W. Quint, S. Rahaman, C. Rauth, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, L. Schweikhard, P. G. Thirolf, G. Vorobjev u C. Weber, «Towards direct mass measurements of nobelium at SHIPTRAP,» Eur. Phys. J. B, pp. 39-45, 45 2007.

[67] C. Weber, V.-V. Elomaa, R. Ferrer, C. Fröhlich, D. Ackermann, J. Äystö, G. Audi, L. Batist, K. Blaum, M. Block u et al., «Mass measurements in the vicinity of the rp-process and the nu p-rocess paths with the Penning trap facilities JYFLTRAP and SHIPTRAP,» Phys. Rev. C, p. 054310, 78 2008.

[68] E. Haettner, D. Ackermann, G. Audi, K. Blaum, M. Block, S. Eliseev, T. Fleckenstein, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann u et al., «Mass Measurements of Very Neutron-Deficient Mo and Tc Isotopes and Their Impact on rp Process Nucleosynthesis,» Phys. Rev. Lett., p. 122501, 106 2011.

[69] C. Rauth, D. Ackermann, K. Blaum, M. Block, A. Chaudhuri, Z. Di, S. Eliseev, R. Ferrer, D. Habs, F. Herfurth u et al., «First Penning Trap Mass Measurements beyond the Proton Drip Line,» Phys. Rev. Lett., p. 012501, 100 2008.

[70] M. Block, D. Ackermann, K. Blaum, C. Droese, M. Dworschak, S. Eliseev, T. Fleckenstein, E. Haettner, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, J. Ketelaer, J. Ketter, H. -J. Kluge, G. Marx, M. Mazzocco, Y. N. Novikov, W. R. Plaß, A. Popeko, S. Rahaman, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, L. Schweikhard, P. G. Thirolf, G. K. Vorobyev u C. Weber, «Direct mass measurements above uranium bridge the gap to the island of stability,» Nature, pp. 785-788, 463 2010.

[71] E. Minaya Ramirez, D. Ackermann, K. Blaum, M. Block, C. Droese, C. E. Düllmann, M. Dworschak, M. Eibach, S. Eliseev, E. Haettner, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, J. Ketelaer, G. Marx, M. Mazzocco, D. Nesterenko, Y. N. Novikov, W. R. Plaß, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, L. Schweikhard, P. G. Thirolf u C. Weber, «Direct Mapping of Nuclear Shell Effects in the Heaviest Elements,» Science, pp. 1207-1210, 337 2012.

[72] S. A. Eliseev, Y. N. Novikov u K. Blaum, «Search or resonant enhancement of neutrinoless double-electron capture by high-precision Penning-trap mass spectrometry,» J. Phys. G: Nucl. Part. Phys., p. 124003, 39 2012.

[73] D. A. Nesterenko, S. Eliseev, K. Blaum, M. Block, S. Chenmarev, A. Dörr, C. Droese, P. E. Filianin, M. Goncharov, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard u V. V. Simon, «Direct determination of the atomic mass difference of Re187 and Os187 for neutrino physics and cosmochronology,» Phys. Rev. C, p. 042501(R), 90 2014.

[74] S. Eliseev, K. Blaum, M. Block, S. Chenmarev, H. Dorrer, C. Düllmann, C. Enss, P. Filianin, L. Gastaldo, M. Goncharov, U. Köster, F. Lautenschläger, Y. Novikov, A. Rischka, R. Schüsser, L. Schweikhard u A. Türler, «Direct measurement of the mass difference of 163Ho and 163Dy solves the Q-value puzzle for the neutrino mass determination,» Phys. Rev. Lett., p. 062501, 115 2015.

[75] F. Köhler et al., «Isotope dependence of the Zeeman effect in lithium-like calcium,» Nature Communications, p. 10246, 7 2016.

[76] G. Münzenberg, W. Faust, S. Hofmann, P. Armbruster, K. Güttner u H. Ewald, «The velocity

filter ship, a separator of unslowed heavy ion fusion products,» Nucl. Instr. Meth., pp. 65-82, 161 1979.

[77] J. B. Neumayr, L. Beck, D. Habs, S. Heinz, J. Szerypo, P. G. Thirolf, V. Varentsov, F. Voit, D. Ackermann, D. Beck, M. Block, Z. Di, S. A. Eliseev, H. Geissel, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, H. -J. Kluge, M. Mukherjee, G. Münzenberg, M. Petrick, W. Quint, S. Rahaman, C. Rauth, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, G. Sikler, Z. Wang, C. Weber, W. R. Plaß, M. Breitenfeldt, A. Chaudhuri, G. Marx, L. Schweikhard, A. F. Dodonov, Y. Novikov u M. Suhonen, «The ion-catcher device for SHIPTRAP,» Nucl. Instr. Meth., pp. 489-500, 244 2006.

[78] S. Eliseev, M. Block, A. Chaudhuri, Z. Di, D. Habs, F. Herfurth, H. -J. Kluge, J. B. Neumayr, W. R. Plaß, C. Rauth, P. G. Thirolf, G. Vorobjev u Z. Wang, «Extraction efficiency and extraction time of the SHIPTRAP gas-filled stopping cell,» Nucl. Instr. Meth., pp. 479-484, 258 2007.

[79] S. Hofmann, «Proton Radioactivity,» Radiochim. Acta, pp. 93-105, 70/71 1995.

[80] S. Hofmann u G. Münzenberg, «The discovery of the heaviest elements,» Rev. Mod. Phys., p. 733, 72 2000.

[81] A. V. Tolmachev, T. Kim, H. R. Udseth, R. D. Smith, T. H. Bailey u J. H. Futrell, «Simulation-basedoptimization of the electrodynamic ion funnel for high sensitivity electrospray ionization mass spectrometry,» Int. J. of Mass Spect., pp. 31-47, 203 2000.

[82] D. Rodriguez, An RFQ buncher for accumulation and cooling of heavy radionuclides at SHIPTRAP and high precision mass measurements on unstable Kr isotopes at ISOLTRAP, PhD thesis, University of Valencia, 2003.

[83] G. Sikler, Massenspektrometrie kurzlebiger Sr- und Sn-Isotope und Aufbau der SHIPTRAP-Penningfallen, PhD thesis, Universität Heidelberg, 2003.

[84] S. Rahaman, First on-line mass measurements at SHIPTRAP and mass determinations of neutron-rich Fr and Ra isotopes at ISOLTRAP, PhD thesis, Universität Heidelberg, 2005.

[85] G. Savard, S. Becker, G. Bollen, H. -J. Kluge, R. B. Moore, T. Otto, L. Schweikhard, H. Stolzenberg u U. Wiess, «A new cooling technique for heavy ions in a Penning trap,» Phys. Lett. A, pp. 247-252, 158 1991.

[86] M. Dworschak, M. Block, D. Ackermann, G. Audi, K. Blaum, C. Droese, S. Eliseev, T. Fleckenstein, E. Haettner, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, J. Ketelaer, J. Ketter, H. -J. Kluge, G. Marx, M. Mazzocco, Y. N. Novikov, W. R. Plaß, A. Popeko, S. Rahaman, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, L. Schweikhard, P. G. Thirolf, G. K. Vorobyev, M. Wang u C.

Weber, «Penning trap mass measurements on nobelium isotopes,» Phys. Rev. C, p. 064312, 81 2010.

[87] M. Block, D. Ackermann, K. Blaum, C. Droese, M. Dworschak, S. Eliseev, T. Fleckenstein, E. Haettner, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, J. Ketelaer, J. Ketter, H. -J. Kluge, G. Marx, M. Mazzocco, Y. N. Novikov, W. R. Plaß, A. Popeko, S. Rahaman, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, L. Schweikhard, P. G. Thirolf, G. K. Vorobyev h C. Weber, «Direct mass measurements above uranium bridge the gap to the island of stability,» Nature, pp. 785-788, 463 2010.

[88] E. Minaya Ramirez, D. Ackermann, K. Blaum, M. Block, C. Droese, C. E. Düllmann, M. Dworschak, M. Eibach, S. Eliseev, E. Haettner, F. Herfurth, F. P. Heßberger, S. Hofmann, J. Ketelaer, G. Marx, M. Mazzocco, D. Nesterenko, Y. N. Novikov, W. R. Plaß, D. Rodriguez, C. Scheidenberger, L. Schweikhard, P. G. Thirolf h C. Weber, «Direct Mapping of Nuclear Shell Effects in the Heaviest Elements,» Science, pp. 1207-1210, 337 2012.

[89] Y. Oganessian, «Heaviest nuclei from 48Ca-induced reactions,» J. Phys. G, p. 34, R165 2007.

[90] W. Reisdorf h M. Schädel, «How well do we understand the synthesis of heavy elements by heavy-ion induced fusion?,» Z. Phys. A, pp. 47-57, 343 1992.

[91] H. W. Gäggeler, D. T. Jost, A. Türler, P. Armbruster, W. Brüchle, H. Folger, F. P. Heßberger, S. Hofmann, G. Münzenberg, V. Ninov, W. Reisdorf, M. Schädel, K. Sümmerer, J. V. Kratz, U. Scherer h M. E. Leino, «Cold fusion reactions with 48Ca,» Nucl. Phys. A, pp. 561-570, 502 1989.

[92] A. V. Belozerov, M. L. Chelnokov, V. I. Chepigin, T. P. Drobina, V. A. Gorshkov, A. P. Kabachenko, O. N. Malyshev, I. M. Merkin, Y. T. Oganessian, A. G. Popeko, R. N. Sagaidak, A. I. Svirikhin, A. V. Yeremin, G. Berek, I. Brida h S. Saro, «Spontaneous-fission decay properties and production cross-sections for the neutron-deficient nobelium isotopes formed in the 44,48Ca+204,206,208Pb reactions,» Eur. Phys. J. A, pp. 447-456, 16 2003.

[93] F. P. Heßberger, «GSI experiments on synthesis and nuclear structure investigations of the heaviest nuclei,» Eur. Phys. J. D, pp. 33-37, 45 2007.

[94] M. Thoennessen, «Discovery of Isotopes of Elemenents with Z>100,» arXiv: 1203.2105 [nucl.-ex], 2012.

[95] G. Audi, A. H. Wapstra h C. Thibault, «The AME2003 atomic mass evaluation. (II). Tables, graphs and references,» Nucl. Phys. A, pp. 337-676, 729 2003.

[96] M. Goeppert-Mayer, «Double Beta-Disintegration,» Phys. Rev., pp. 512-516, 48 1935.

[97] G. Racah, «Sulla Simmetria Tra Particelle e Antiparticelle,» Nuovo Cimento, pp. 322-328, 14

[98] W. H. Furry, «On Transition Probabilities in Double Beta-Disintegration,» Phys. Rev., pp. 1184-1193, 56 1939.

[99] A. S. Barabash, «75 years of double beta decay: yesterday, today and tomorrow,» arXiv: 1101.4502v1 [nucl-ex], 2011.

[100] A. S. Barabash, «Precise half-life values for two-neutrino double-beta decay,» Phys. Rev. C, p. 035501, 81 2010.

[101] F. T. Avignone III, S. R. Elliot u J. Engel, «Double beta decay, Majorana neutrinos, and neutrino mass,» Rev. Mod. Phys. , pp. 481-516, 80 2008.

[102] J. J. Gomez-Cadenas, J. Martin-Albo, M. Mezzetto, F. Monrabal u M. Sorel, «The search for neutrinoless double beta decay,» arXiv: 1109.5515v2 [hep-ex], 2012.

[103] S. P. Rosen u H. Primakoff, «In Alpha-, beta- and gamma-ray spectroscopy,» edK Siegbahn (North-HollandPC), p. 1499, 1965.

[104] R. G. Winter, «Double K Capture and Single K Capture with Positron Emission,» Phys. Rev., pp. 142-144, 100 1955.

[105] M. B. Voloshin, G. V. Mitsel'makher u R. A. Eramzhyan, «Conversion of an atomic electron into a positron and double beta+ decay,» JETPLett., pp. 656-659, 35 1982.

[106] H. M. Georgi, S. L. Glashow u S. Nussinov, «Unconventional model of neutrino masses,» Nucl. Phys. B, pp. 297-316, 193 1981.

[107] J. Bernabeu, A. De Rujula u C. Jarlskog, «Neutrinoless double electron capture as a tool to measure the electron neutrino mass,» Nucl. Phys. B, pp. 15-28, 223 1983.

[108] V. I. Tretyak u Y. G. Zdesenko, «Tables of Double Beta Decay Data - an Update,» At. Data and Nucl. Data Tables, pp. 83-116, 80 2002.

[109] K. Blaum, «High-accuracy mass spectrometry with stored ions,» Phys. Rep., pp. 1-78, 425 2006.

[110] K. Blaum, Y. N. Novikov u G. Werth, «Penning traps as a versatile tool for precise experiments in fundamental physics,» Contemp. Phys., pp. 149-175, 51 2010.

[111] M. Doi u T. Kotani, «Neutrinoless Modes of Double Beta Decay,» Prog. Theor. Phys., pp. 139-159, 89 1993.

[112] Z. Sujkowski u S. Wycech, «Neutrinoless double electron capture: A tool to search for Majorana neutrinos,» Phys. Rev. C, p. 052501, 70 2004.

[113] J. D. Vergados, «Transition operators entering neutrinoless double electron capture to excited

nuclear states,» Phys. Rev. C, p. 044328, 84 2011.

[114] C. H. Kom h W. Rodejohann, «Four-jet final state in same-sign lepton colliders and neutrinoless double beta decay mechanisms,» Phys. Rev. D, p. 015013, 85 2012.

[115] D. Frekers, «Nuclear-atomic state degeneracy in neutrinoless double-electron capture: A unique test for a Majorana-neutrino,» arXiv: 0506002v2 [hep-ex], 2009.

[116] J. D. Vergados, «The neutrinoless double beta decay from a modern perspective,» Phys. Rep., pp. 1-56, 361 2002.

[117] F. Simkovic, A. Faessler, H. Müther, V. Rodin h M. Stauf, «0nubb-decay nuclear matrix elements with self-consistent short-range correlations,» Phys. Rev. C, p. 055501, 79 2009.

[118] M. I. Krivoruchenko, F. Simkovic, D. Frekers h A. Faessler, «Resonance enhancement of neutrinoless double electron capture,» Nucl. Phys. A, pp. 140-171, 859 2011.

[119] J. Suhonen, «Neutrinoless double beta decays of 106Cd revisited,» Phys. Lett. B, pp. 490-495, 701 2011.

[120] E. Caurier, G. Martinez-Pinedo, F. Nowacki, A. Poves h A. P. Zuker, «The shell model as a unified view of nuclear structure,» Rev. Mod. Phys., p. 427, 77 2005.

[121] T. R. Rodriguez h G. Martinez-Pinedo, «Energy Density Functional Study of Nuclear Matrix Elements for Neutrinoless bb Decay,» Phys. Rev. Lett., p. 252503, 105 2010.

[122] S. R. Elliot h P. Vogel, «Double Beta Decay,» Ann. Rev. Nucl. Part. Sci., pp. 115-151, 52 2002.

[123] J. Barea h F. Iachello, «Neutrinoless double-beta decay in the microscopic interacting boson model,» Phys. Rev. C, p. 044301, 79 2009.

[124] C. Giunti h M. Laveder, «Short-baseline electron neutrino disappearance, tritium beta decay, and neutrinoless double-beta decay,» Phys. Rev. D, p. 053005, 82 2010.

[125] I. I. Tupitsyn, L. L. Makarov h J. F. Batrakov, «Sign of the spin-polarized effects in the chemical shifts of the X-ray Cu Ka1,2 emission transitions,» Phys. Chem. Solids, pp. 809817, 59 1998.

[126] M. Agostini h et al., «2nubb decay of 76Ge into excited states with GERDA phase 1,» arXiv.: 1506.03120 [hep-ex], 2015.

[127] V. S. Kolhinen, S. Kopecky, T. Eronen, U. Hager, J. Hakala, J. Huikari, A. Jokinen, A. Nieminen, S. Rinta-Antila, J. Szerypo h J. Äystö, «JYFLTRAP: a cylindrical Penning trap for isobaric beam purification at IGISOL,» Nucl. Instr. andMeth. A, pp. 776-787, 528 2004.

[128] J. Ketelaer, J. Krämer, D. Beck, K. Blaum, M. Block, K. Eberhardt, G. Eitel, R. Ferrer, C.

Geppert, S. George, F. Herfurth, J. Ketter, S. Nagy, D. Neidherr, R. Neugart, W. Nörtershäuser, J. Repp, C. Smorra, N. Trautmann u C. Weber, «TRIGA-SPEC: A setup for mass spectrometry and laser spectroscopy at the research reactor TRIGA Mainz,» Nucl. Instr. andMeth. A, pp. 162-177, 594 2008.

[129] W. Shi, M. Redshaw u E. G. Myers, «Atomic masses of S32,33, Kr84,86 and Xe129,132 with uncertainties <0.1 ppb,» Phys. Rev. A, p. 022510, 72 2005.

[130] A. Chaudhuri, M. Block, S. Eliseev, R. Ferrer, F. Herfurth, A. Martin, G. Marx, M. Mukherjee, C. Rauth, L. Schweikhard u G. Vorobjev, «Carbon-cluster mass calibration at SHIPTRAP,» Eur. Phys. J. D. , pp. 47-53, 45 2007.

[131] V. S. Kolhinen, T. Eronen, D. Gorelov, J. Hakala, A. Jokinen, A. Kankainen, J. Rissanen, J. Suhonen u J. Äystö, «On the resonant neutrinoless double-electron-capture decay of 136Ce,» Phys. Lett. B, pp. 116-120, 697 2011.

[132] S. Eliseev, C. Roux, K. Blaum, M. Block, C. Droese, F. Herfurth, M. Kretzschmar, M. I. Krivoruchenko, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard, V. M. Shabaev, F. Simkovic, I. I. Tupitsyn, K. Zuber u N. A. Zubova, «Octupolar-Excitation Penning-Trap Mass Spectrometry for Q-Value Measurement of Double-Electron Capture in Er164,» Phys. Rev. Lett., p. 152501, 107 2011.

[133] S. Eliseev, M. Goncharov, K. Blaum, M. Block, C. Droese, F. Herfurth, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard, V. M. Shabaev, I. I. Tupitsyn, K. Zuber u N. A. Zubova, «Multiple-resonance phenomenon in neutrinoless double-electron capture,» Phys. Rev. C, p. 012501(R), 84 2011.

[134] F. Gatti, P. Meunier, C. Salvo u S. Vitale, «Calorimetric measurement of the 163Ho spectrum by means of a cryogenic detector,» Phys. Lett. B., pp. 415-419, 398 1997.

[135] P. C.-O. Ranitzsch, J. -P. Porst, S. Kempf, C. Pies, S. Schäfer, D. Hengstler, A. Fleischmann, C. Enss u L. Gastaldo, «Development of Metallic Magnetic Calorimeters for High Precision Measurements of Calorimetric 187Re and 163Ho Spectra,» J. Low Temp. Phys., pp. 10041014, 167 2012.

[136] F. P. Larkins, «Semiempirical Auger-electron energies for elements 10<Z<100,» At. Data and Nucl. Data Tables, pp. 311-387, 20 1977.

[137] S. Eliseev, C. Roux, K. Blaum, M. Block, C. Droese, F. Herfurth, H. -J. Kluge, M. I. Krivoruchenko, Y. N. Novikov, E. Minaya Ramirez, L. Schweikhard, V. M. Shabaev, F. Simkovic, I. I. Tupitsyn, K. Zuber u N. A. Zubova, «Resonant Enhancement of Neutrinoless Double-Electron Capture in Gd152,» Phys. Rev. Lett., p. 052504, 106 2011.

[138] C. Droese, K. Blaum, M. Block, S. Eliseev, F. Herfurth, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard, V. M. Shabaev, I. I. Tupitsyn, S. Wycech, K. Zuber и N. A. Zubova, «Probing the nuclide 180W for neutrinoless double-electron capture exploration,» Nucl. Phys. A, pp. 1-7, 875 2012.

[139] D.-L. Fang, K. Blaum, S. Eliseev, A. Faessler, M. I. Krivoruchenko, V. Rodin и F. Simkovic, «Evaluation of the resonance enhancement effect in neutrinoless double-electron capture in 152Gd, 164Er, and 180W atoms,» Phys. Rev. C, p. 035503, 85 2012.

[140] S. Rahaman, V. -V. Elomaa, T. Eronen, J. Hakala, A. Jokinen, A. Kankainen, J. Rissanen, J. Suhonen, C. Weber и J. Äystö, «Accurate Q value for the Sn112 Double-beta Decay and its Implication for the Search of the Neutrino Mass,» Phys. Rev. Lett. , p. 042501, 103 2009.

[141] V. S. Kolhinen, V. -V. Elomaa, T. Eronen, J. Hakala, A. Jokinen , M. Kortelainen, J. Suhonen и J. Äystö, «Accurate Q value for the 74Se double-electron-capture decay,» Phys. Lett. B, pp. 17-21, 684 2010.

[142] B. J. Mount, M. Redshaw и E. G. Myers, «Double-beta-decay Q values of Se74 and Ge76,» Phys. Rev. C, p. 032501(R), 81 2010.

[143] S. Eliseev, D. Nesterenko, K. Blaum, M. Block, C. Droese, F. Herfurth, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard и K. Zuber, «Q values for neutrinoless double-electron capture in 96Ru, 162Er, and 168Yb,» Phys. Rev. C, p. 038501, 83 2011.

[144] M. Goncharov, K. Blaum, M. Block, C. Droese, S. Eliseev, F. Herfurth, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard и K. Zuber, «Probing the nuclides 102Pd, 106Cd, and 144Sm for resonant neutrinoless double-electron capture,» Phys. Rev. C, p. 028501, 84 2011.

[145] D. Nesterenko, K. Blaum, M. Block, C. Droese, S. Eliseev, F. Herfurth, E. Minaya Ramirez, Y. N. Novikov, L. Schweikhard, V. M. Shabaev, M. V. Smirnov, I. I. Tupitsyn, K. Zuber и N. A. Zubova, «Double-beta transformations in isobaric triplets with mass numbers A=124, 130, and 136,» Phys. Rev. C, p. 044313, 86 2012.

[146] C. Smorra, T. R. Rodriguez, T. Beyer, K. Blaum, M. Block, C. E. Düllmann, K. Eberhardt, M. Eibach, S. Eliseev, K. Langanke, G. Martinez-Pinedo, S. Nagy, W. Nörtershäuser, D. Renisch, V. M. Shabaev, I. I. Tupitsyn и N. A. Zubova, «Q value and half-life of double-electron capture in 184Os,» Phys. Rev. C, p. 044604, 86 2012.

[147] «Center for Nuclear Studies, Department of Physics, The George Washington University. Data Analysis Center.,» [В Интернете]. Available: http://www.nndc.bnl.gov. [Дата обращения: January 2015].

[148] G. Eitel, M. Block, A. Czasch, M. Dworschak, S. George, O. Jagutzki, J. Ketelaer, J. Ketter,

S. Nagy, D. Rodriguez, C. Smorra и K. Blaum, «Position-sensitive ion detection in precision Penning trap mass spectrometry,» Nucl. Instr. Meth., pp. 475-483, 606 2009.

[149] O. Jagutzki, V. Mergel, K. Ullmann-Pfleger, L. Spielberger, U. Spillmann, R. Dörner и H. Schmidt-Böcking, «A broad-application mi crochannel-plate detector system for advanced particle or photon detection tasks: large area imaging, precise multi-hit timing information and high detection rate,» Nucl. Instr. Meth., pp. 244-249, 477 2002.

[150] «MCP delay line detector, RoentDek Handels GmbH, Kelkheim Ruppertshain,» [В Интернете]. Available: http://www.roentdek.de.

[151] D. Neidherr, K. Blaum, M. Block, R. Ferrer, F. Herfurth, J. Ketelaer, S. Nagy и C. Weber, «Measurement and simulation of the pressure ratio between the two traps of double Penning trap mass spectrometers,» Nucl. Instr. Meth., pp. 4556-4559, 266 2008.

[152] M. Kretzschmar, «Calculating damping effects for the ion motion in a Penning trap,» Eur. Phys. J. D, pp. 313-319, 48 2008.

[153] S. George, K. Blaum, M. Block, M. Breitenfeldt, M. Dworschak, F. Herfurth, A. Herlert, M. Kowalska, M. Kretzschmar, E. Minaya Ramirez, D. Neidherr, S. Schwarz и L. Schweikhard, «Damping effects in Penning trap mass spectrometry,» Int. J. Mass Spectrom., pp. 102-112, 299 2011.

[154] M. Kretzschmar, «On the phase dependence of the interconversion of the motional modes in a Penning trap by quadrupolar excitation,» Int.J.Mass Spectrom., pp. 30-38, 309 2012.

[155] M. Redshaw, B. J. Mount и E. G. Myers, «Improved atomic masses of Kr84,86 and Xe129,132,» Phys. Rev. A, p. 012506, 79 2009.

[156] M. Höcker, R. Rana и E. G. Myers, «Atomic masses of Kr82,83 and Xe131,134,» Phys. Rev. A, p. 052502, 88 2013.

[157] D. Schaeffer, F. Gatti, G. Gallinaro, D. Pergolesi, P. Repetto, M. Ribeiro-Gomes, R. Kelley, C. A. Kilbourne, F. S. Porter, C. Enss, A. Fleischmann, L. Gastaldo и et al., «The MARE project: a new 187Re neutrino mass experiment with sub eV sensitivity,» Nucl. Phys. B, p. 394, 221 2011.

[158] G. Ross, Grand unified theories, Westview Press, 1984.

[159] D. Hanneke, S. Fogwell и G. Gabrielse, «New measurement of the electron magnetic moment and the fine structure constant,» Phys. Rev. Lett., p. 120801, 100 2008.

[160] T. Aoyama, M. Hayakawa, T. Kinoshita и M. Nio, «Revised value of the eighth-order QED contribution to the anomalous magnetic moment of the electron,» Phys. Rev. D, p. 053012, 77 2008.

[161] R. Bouchendira, P. Clade, S. Guellati-Khelifa, F. Nez и F. Biraben, «New Determination of the Fine Structure Constant and Test of the Quantum Electrodynamics,» Phys. Rev. Lett., p. 080801, 106 2011.

[162] T. Kinoshita, «Theory of the Anomalous Magnetic Moment of the Electron-Numerical Approach,» Quantum Electrodynamics, pp. 218-321, 1990.

[163] T. Beier, «The g_j factor of a bound electron and the hyperfine structure splitting in hydrogenlike ions,» Phys. Rep., pp. 79-213, 339 2000.

[164] [В Интернете]. Available: http://www.mpi-hd.mpg.de/blaum/gfactor/silicon/index.en.html. [Дата обращения: 09 Апрель 2015].

[165] M. Vogel, J. Alonso, S. Djektic, H.-J. Kluge, W. Quint, S. Stahl, J. Verdu и G. Werth, «Towards electronic g-factor measurements in medium-heavy hydrogen-like and lithium-like ions,» Nucl. Instr. Meth. B, pp. 7-16, 235 2005.

[166] S. Sturm, A. Wagner, B. Schabinger, J. Zatorski, Z. Harman, W. Quint, G. Werth, C. H. Keitel и K. Blaum, «g Factor of Hydrogenlike 28Si13+,» Phys. Rev. Lett., p. 023002, 107 2011.

[167] A. Wagner, S. Sturm, F. Köhler, D. A. Glazov, A. V. Volotka, G. Plunien, W. Quint, G. Werth, V. M. Shabaev и K. Blaum, «g Factor of Lithiumlike Silicon 28Si11+,» Phys. Rev. Lett., p. 033003, 110 2013.

[168] W. Pauli, «in a letter to a local meeting on radioactivity at Tübingen, Germany (1930)».

[169] C. L. Cowan Jr., F. Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse и A. D. McGuire, «Detection of the Free Neutrino: a Confirmation,» Science, pp. 103-104, 124 1956.

[170] R. Davis Jr., D. S. Harmer и K. C. Hoffman, «Search for Neutrinos from the Sun,» Phys. Rev. Lett., p. 1205, 20 1968.

[171] K. S. Hirata, T. Kajita, M. Koshiba, M. Nakahata, S. Ohara, Y. Oyama, N. Sato, A. Suzuki, M. Takita, Y. Totsuka, T. Kifune, T. Suda, K. Nakamura, K. Takahashi, T. Tanimori, K. Miyano, M. Yamada, E. W. Beier, L. R. Feldscher, E. D. Frank, W. Frati и et al., «Experimental study of the atmospheric neutrino flux,» Phys. Lett. B, pp. 416-420, 205 1988.

[172] D. Casper, R. Becker-Szendy, C. B. Bratton, D. R. Cady, R. Claus, S. T. Dye, W. Gajewski, M. Goldhaber, T. J. Haines, P. G. Halverson, T. W. Jones, D. Kielczewska, W. R. Kropp, J. G. Learned, J. M. LoSecco и et al., «Measurement of atmospheric neutrino composition with the IMB-3 detector,» Phys. Rev. Lett., p. 2561, 66 1991.

[173] Y. Fukuda и et al., «Evidence for Oscillation of Atmospheric Neutrinos,» Phys. Rev. Lett., p. 1562, 81 1998.

[174] V. N. Aseev, A. I. Belesev, A. I. Berlev, E. V. Geraskin, A. A. Golubev, N. A. Likhovid, V. M. Lobashev, A. A. Nozik, V. S. Pantuev, V. I. Parfenov, A. K. Skasyrskaya, F. V. Tkachov u S. V. Zadorozhny, «Upper limit on the electron antineutrino mass from the Troitsk experiment,» Phys. Rev. D, p. 112003, 84 2011.

[175] C. Kraus, B. Bornschein, L. Bornschein, J. Bonn, B. Flatt, A. Kovalik, B. Ostrick, E. W. Otten, J. P. Schall, T. Thümmler u C. Weinheimer, «Final results from phase II of the Mainz neutrino mass search in tritium beta decay,» Eur. Phys. J. C, pp. 447-468, 40 2005.

[176] M. Sisti, C. Arnaboldi, C. Brofferio, G. Ceruti, O. Cremonesi, E. Fiorini, A. Giuliani, B. Margesin, L. Martensson, A. Nucciotti, M. Pavan, G. Pessina, S. Pirro, E. Previtali, L. Soma u M. Zen, «New limits from the Milano neutrino mass experiment with thermal microcalorimeters,» Nucl. Instr. Meth. A, p. 125, 520 2004.

[177] P. T. Springer, C. L. Bennett u P. A. Baisden, «Measurement of the neutrino mass using the inner bremsstrahlung emitted in the electron-capture decay of 163Ho,» Phys. Rev. A, p. 679, 35 1987.

[178] G. Drexlin, V. Hannen, S. Mertens u C. Weinheimer, «Current Direct Neutrino Mass Experiments,» Adv. High. Ener. Phys., p. 293986, 2013 2013.

[179] B. Monreal u J. A. Formaggio, «Relativistic cyclotron radiation detection of tritium decay electrons as a new technique for measuring the neutrino mass,» Phys. Rev. D, p. 051301, 80 2009.

[180] R. Brodzinski u D. Conway, «decay of Rhenium-187,» Phys. Rev., p. B1368, 138 1965.

[181] E. Huster u H. Verbeek, «Das Beta-Spektrum des natürlichen Rhenium 187,» Zeitschrift für Physik, pp. 435-442, 203 1967.

[182] K. Ashktorab, J. W. Jänecke u F. D. Becchetti, «Beta decay of 187Re and cosmochronology,» Phys. Rev. C, p. 2954, 47 1993.

[183] E. Cosulich, G. Gallinaro, F. Gatti u S. Vitale, «Detection of 187Re beta decay with a cryogenic microcalorimeter. Preliminary results,» Phys. Lett. B, pp. 143-147, 295 1992.

[184] A. Alessandrello, J. W. Beeman, C. Brofferio, O. Cremonesi, E. Fiorini, A. Giuliani, E. E. Haller, B. Margesin, A. Monfardini, A. Nucciotti, M. Pavan, G. Pessina, G. Pignatel, E. Previtali, L. Zanotti u M. Zen, «Bolometric measurements of beta decay spectra of 187Re with crystals of silver perrhenate,» Phys. Lett. B, pp. 253-260, 457 1999.

[185] M. Galeazzi, F. Fontanelli, F. Gatti u S. Vitale, «End-point energy and half-life of the 187Re beta-decay,» Phys. Rev. C, p. 014302, 63 2000.

[186] C. Arnaboldi, C. Brofferio, O. Cremonesi, E. Fiorini, C. Lo Bianco, L. Martensson, A.

Nucciotti, M. Pavan, G. Pessina, S. Pirro, E. Previtali, M. Sisti, A. Giuliani, B. Margesin u M. Zen, «Bolometric Bounds on the Antineutrino Mass,» Phys. Rev. Lett. , p. 161802, 91 2003.

[187] F. Hartmann u R. Naumann, «Observation of N and M orbital-electron capture in the decay of 163Ho,» Phys. Rev. C, p. 1594(R), 31 1985.

[188] F. Hartmann u R. Naumann, «High temperature gas proportional detector techniques and application to the neutrino mass limit using 163Ho,» Nucl. Instr. Meth. A, pp. 237-260, 313 1992.

[189] F. Bosch u M. Jung, GSI Annual Rep., 65 1993.

[190] J. U. Andersen, G. J. Beyer, G. Charpak, A. De Rujula, B. Elbek, H. A. Gustafsson, P. G. Hansen, B. Jonson, P. Knudsen, E. Laegsgaard, J. Pedersen u H. L. Ravn, «A limit on the mass of the electron neutrino: The case of 163Ho,» Phys. Lett. B, p. 72, 113 1982.

[191] P. A. Baisden, D. H. Sisson, S. Niemeyer, B. Hudson, C. L. Bennett u R. A. Naumann, «Measurement of the half-life of 163Ho,» Phys. Rev. C, p. 337, 28 1983.

[192] E. Laegsgaard u et al..in Proceedings of the Seventh International Conference on Atomic Masses and Fundamental Constants (AMCO-7), editted by O. Klepper (1984), p.652.

[193] S. Yasumi, M. Ando, H. Maezawa, H. Kitamura, T. Ohta, F. Ochiai, A. Mikuni, M. Maruyama, M. Fujioka, K. Ishii u et al., «The mass of the electron neutrino using electron capture in 163Ho,» Phys. Lett. B, pp. 169-172, 181 1986.

[194] S. Yasumi, H. Maezawa, K. Shima, Y. Inagaki, T. Mukoyama, T. Mizogawa, K. Sera, S. Kishimoto, M. Fujioka, K. Ishii, T. Omori, G. Izawa u O. Kawakami, «The mass of the electron neutrino from electron capture in 163Ho,» Phys. Lett. B, pp. 229-233, 334 1994.

[195] M. P. Bradley, J. V. Porto, S. Rainville, J. K. Thompson u D. E. Pritchard, «Penning Trap Measurememts of the Masses of 133Cs, 85,87Rb, and 23Na with Uncertainties <0.2 ppb,» Phys. Rev. Lett., p. 4510, 83 1999.

[196] R. J. Barlow, Statistics, John Wiley & Sons, 1989.

[197] R. Birge, «The calculation of errors by the method of least squares,» Phys. Rev., p. 207, 40 1932.

[198] W. H. Furry, «On Bound States and Scattering in Positron Teory,» Phys. Rev., p. 115, 81 1951.

[199] P. E. Filianin, K. Blaum, S. A. Eliseev, L. Gastaldo, Y. N. Novikov, V. M. Shabaev, I. I. Tupitsyn u J. Vergados, «On the keV sterile neutrino search in electron capture,» J. Phys. G: Nucl. Part. Phys., p. 095004, 41 2014.

[200] S. Rainville, J. K. Thompson, E. G. Myers, J. M. Brown, M. S. Dewey, E. G. Kessler, Jr, R. D. Deslattes, H. G. Börner, M. Jentschel, P. Mutti u D. E. Pritchard, «A direct test of E=mc2,» Nature, pp. 1096-1097, 438 2005.

[201] V. P. Ovsyannikov u G. Zschornack, «First investigations of a warm electron beam ion trap for the production of highly charged ions,» Rev. Sci. Instr., pp. 2646-2651, 70 1999.

[202] U. Kentsch, G. Zschornack, A. Schwan u F. Ullmann, «Short time ion pulse extraction from the Dresden electron beam ion trap,» Rev. Sci. Instr., p. 02A507, 81 2010.

[203] J. R. Crespo Lopez-Urrutia, J. Braun, G. Brenner, H. Bruhns, A. Lapierre, A. J. Gonzalez Martinez, V. Mironov, R. Soria Orts, H. Tawara, M. Trinczek u J. Ullrich, «Optimization of the charge state distribution of the ion beam extracted from an EBIT by dielectronic recombination,» Rev. Sci. Instr., pp. 1560-1562, 75 2004.

[204] R. E. Marrs, S. R. Elliott u D. A. Knapp, «Production and Trapping of Hydrogenlike and Bare Uranium Ions in an Electron Beam Ion Trap,» Phys. Rev. Lett., pp. 4082-4085, 72 1994.

[205] P. Beiersdorfer, B. Beck, J. A. Becker, J. K. Lepson u K. J. Reed, «X-Ray Emission from Highly Charged Ions Colliding with a Relativistic Electron Beam in the SuperEBIT Electron Beam Ion Trap,» AIP Conference Proceedings, pp. 131-140, 652 2003.

[206] H. Koivisto, J. Arje u M. Nurmia, «Metal ions from the volatile compounds method for the production of metal ion beams,» Rev. Sci. Instr., pp. 785-787, 69 1998.

[207] J. R. Crespo Lopez-Urrutia, A. Dorn, R. Moshammer u J. Ullrich, «The Freiburg Electron Beam Ion Trap/Source Project FreEBIT,» Phys. Scripta, pp. 502-503, T80B 1999.

[208] H. Bekker, «Private communication,» 2014.

[209] J. R. Crespo Lopez-Urrutia, J. Braun, G. Brenner, H. Bruhns, C. Dimopoulou, I. N. Draganic, D. Fischer, A. J. Gonzalez Martinez, A. Lapierre, V. Mironov, R. Moshammer, R. Soria Orts, H. Tawara, M. Trinczek u J. Ullrich, «Progress at the Heidelberg EBIT,» J. of Phys.: Conference Series, pp. 42-51, 2 2004.

[210] M. Redshaw, «Precise Measurements of the Atomic Masses of 28Si, 31P, 32S, 84,86Kr, 129,132,136Xe, and the Dipole Moment of PH+ Using Single-Ion and Two-Ion Penning Trap Techniques».PhD thesis (Florida State University, 2007).

[211] S. Rainville, J. K. Thompson u D. E. Pritchard, «An ion balance for ultra-high precision atomic mass measurements,» Science, pp. 334-338, 303 2004.

[212] W. Shockley, «Currents to Conductors Induced by a Moving Point Charge,» J. of Appl. Phys., pp. 635-636, 9 1938.

[213] S. Ramo, «Currents Induced by Electron Motion,» Proceedings of the IRE, pp. 584-585, 27 1939.

[214] S. Stahl, «Aufbau eines Experimentes zur Bestimmung elektronischer g-Faktoren einzelner wasserstoffähnlicher Ionen».PhD thesis (Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 1998).

[215] D. J. Wineland u H. G. Dehmelt, «Principles of the stored ion calorimeter,» J. of Appl. Phys., pp. 919-930, 46 1975.

[216] J. Verdu u et al., «Determination of the g-Factor of Single Hydrogen-Like Ions by Mode Coupling in a Penning Trap,» Phys. Scr., pp. 68-72, T112 2004.

[217] S. Sturm, A. Wagner, B. Schabinger u K. Blaum, «Phase-Sensitive Cyclotron Frequency Measurements at Ultralow Energies,» Phys. Rev. Lett., p. 143003, 107 2011.

[218] S. Ulmer u et al., «The quality factor of a superconducting rf resonator in a magnetic field,» Rev. Sci. Instr., p. 123302, 80 2009.

[219] S. Sturm, F. Köhler, J. Zatorski, A. Wagner, Z. Harman, G. Werth, W. Quint, C. H. Keitel u K. Blaum, «High-precision measurement of the atomic mass of the electron,» Nature, pp. 467-470, 506 2014.

[220] D. W. Allan, «Statistics of atomic frequency standards,» Proceedings of the IEEE, pp. 221230, 54(2) 1966.