L’esperimento FRANCIUM ha come scopo l’intrappolamento di atomi di francio ad alta efficienza e lo studio dell'eccitazione di transizioni deboli, come le transizioni di quadrupolo 7S-6D. Lo studio del francio riveste particolare importanza per la duplice possibilità di effettuare misure di spettroscopia di atomi poco o mai studiati e misure di non conservazione della parità per indagare possibili violazioni del Modello Standard.

L’apparato sperimentale per l’intrappolamento del francio è operativo presso i LNL ed è costituito da una linea di produzione di ioni francio, una linea di trasporto ed una trappola magneto-ottica dove avvengono la neutralizzazione e l’intrappolamento. Si tratta dell’unica facility attualmente funzionante in Europa per l’intrappolamento on-line di atomi radioattivi.

Il francio è prodotto tramite una reazione nucleare di fusione-evaporazione tra un fascio di ossigeno (E=95-105MeV) ed un bersaglio di oro. Il francio, prodotto all’interno del bersaglio, viene estratto per diffusione e si ionizza alla superficie. Una linea di fascio completamente elettrostatica accelera gli ioni francio e li trasporta alla cella di intrappolamento dove vengono neutralizzati da un sottile foglio di ittrio. Una trappola magneto-ottica è utilizzata per il raffreddamento ed il confinamento.

Verranno studiate alcune tecniche per migliorare l’efficienza di intrappolamento per la trappola di francio. Applicando tali tecniche ad atomi stabili, in particolare utilizzando l’effetto LIAD con atomi di rubidio, abbiamo ottenuto una trappola magneto-ottica con la piu’ alta efficienza riportata in letteratura.

In aggiunta allo studio dell’efficienza di intrappolamento, verranno effettuate delle misure di fisica, ad esempio lo studio spettroscopico dei livelli del francio.