Laser Spektroskopik Yöntemlerle Terbiyum Elementinin Yeni İnce Yapı Enerji Seviyelerinin Keşfi ve Aşırı İnce Yapı Sabitlerinin Deneysel Olarak Belirlenmesi


Kın barka S. (Araştırmacı)

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Başlangıç Tarihi: Şubat 2026
  • Bitiş Tarihi: Şubat 2027

Özet

Atom fiziğinde deneysel veriler büyük önem taşır çünkü çok elektronlu sistemlerde kuramsal hesaplamaların doğruluğu ancak hassas ölçümlerle sınanabilir. Elektron dalga fonksiyonlarının daha doğru tanımlanabilmesi için hfs çalışmalarından elde edilen manyetik dipol ve elektrik kuadrupol hfs sabitlerinin küçük hata paylarıyla belirlenmesi gereklidir. Bu sabitlerin yüksek hassasiyetle ölçülmesi, hem atomik yapı teorilerinin güvenilirliğini test etmek hem de nükleer manyetik momentler gibi temel nükleer parametreleri daha doğru tayin etmek açısından önemlidir. Bu düzeyde bir hassasiyet ise yalnızca laser spektroskopisi gibi yüksek çözünürlüklü yöntemlerle mümkün olmaktadır.

NIST ASD, VALD ve Kurucz derlemeleri gibi veri tabanları, modern yıldız atmosferi modellemelerinin temelini oluşturan başlıca astrofiziksel kaynaklardır. Bu bağlamda, Tb I ve Tb II geçişlerinin doğru sınıflandırılması yalnızca laboratuvar spektroskopisi açısından değil, aynı zamanda günümüzde ve gelecekte büyük açıklıklı teleskoplarla elde edilen yüksek çözünürlüklü yıldız spektrumlarının yorumlanması için de bir ön koşuldur. Yıldız atmosferleri genellikle iyonlaşmış terbiyum tarafından baskın biçimde yönetilse de, nötral çizgiler optik spektrumlarda sıklıkla gözlenmekte ve kapsamlı spektral analizler için zorunlu olmaktadır (Lawler vd., 2008). Bu amaçla, FTS yöntemi, binlerce spektral çizginin doğru dalga boyu ölçümleri ve sınıflandırılmasını mümkün kılarak yüksek çözünürlüklü ölçümler için gerekli kesinliği sağlamaktadır. Bu tür sınıflandırmalar yalnızca enerji seviyelerinin doğrulukla belirlenmesini değil, aynı zamanda geçiş olasılıkları, osilatör şiddet değerleri ve aşırı ince yapı sabitlerinin güvenilir biçimde tayinini de mümkün kılar. Söz konusu parametreler, astrofiziksel bolluk analizleri ve r-süreci ile zenginleşmiş yıldızlarda nükleosentez modellerinin sınırlandırılması açısından belirleyici rol oynamaktadır (Ferrara vd., 2024). Bunun için de hem ince yapı enerji seviyelerindeki hem de enerji seviyelerinin hfs sabitlerindeki veri eksikliğinin mümkün olduğunca kapanması gerekmektedir.

Bu çalışmada, terbiyum elementine ait mevcut literatürde bulunmayan deneysel Tb I ve Tb II ince yapı enerji seviyelerinin keşfi ve manyetik dipol ile elektrik kuadrupol hfs sabitlerinin belirlenmesi amaçlandı. Bu deneysel verilerle atom fiziği ve astrofizik alanlarında kullanılan uluslararası veri tabanlarındaki boşluğun doldurulmasına önemli bir katkı sağlanması hedeflenmektedir.