Eccitare la prima transizione nucleare nel torio-229 con laser nella gamma di lunghezze d’onda visibili è impegnativo perché l’energia richiesta per questa transizione è significativamente più elevata rispetto all’energia dei fotoni visibili. Il primo stato eccitato del torio-229 ha un'energia di eccitazione di circa 8,4 keV, che corrisponde a una lunghezza d'onda di circa 148 nanometri nella regione dell'ultravioletto estremo (EUV) dello spettro elettromagnetico.

Tuttavia, è stato proposto e dimostrato che metodi di eccitazione indiretta che utilizzano laser visibili eccitano i livelli nucleari in alcuni isotopi, incluso il torio-229. Una tecnica prevede un processo di eccitazione in due fasi:

1. Eccitazione risonante a livello intermedio :Un laser visibile viene utilizzato per eccitare un livello intermedio di lunga durata nel torio-229. Ciò può essere ottenuto scegliendo attentamente una lunghezza d’onda del laser che corrisponda alla differenza di energia tra lo stato fondamentale e lo stato eccitato intermedio.

2. Conversione interna successiva :Dopo aver popolato il livello intermedio, avviene la conversione interna, dove l'energia di eccitazione viene trasferita ad un elettrone nel guscio atomico. Questo processo comporta l'emissione di un elettrone di conversione interna e la contemporanea eccitazione del nucleo al suo primo stato eccitato.

Combinando questi passaggi, diventa possibile eccitare la prima transizione nucleare nel torio-229 utilizzando laser nella gamma di lunghezze d'onda visibili. Tuttavia, l'efficienza di questo processo è generalmente bassa e il raggiungimento di un'eccitazione significativa richiede un'attenta ottimizzazione dei parametri laser e delle condizioni sperimentali.

Nonostante queste sfide, la ricerca in questo settore continua e i progressi nella tecnologia laser e nelle tecniche di eccitazione promettono di migliorare l’efficienza e l’applicabilità di tali metodi di eccitazione indiretta per studiare le proprietà nucleari e manipolare i livelli di energia nucleare.