Göttingen 1997 – wissenschaftliches Programm
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HK: Hadronen und Kerne
HK 57: Atomphysik, angewandte Kernphysik II
HK 57.1: Gruppenbericht
Mittwoch, 26. März 1997, 17:00–17:30, HS L
Laserspektroskopie an antiprotonischen Heliumatomen — •B. Ketzer1, F.J. Hartmann1, T. von Egidy1, C. Maierl1, R. Pohl1, J. Eades2, E. Widmann2, T. Yamazaki2, M. Kumakura3, N. Morita3, R.S. Hayano4, M. Hori4, T. Ishikawa4, H.A. Torii4, I. Sugai5 und D. Horváth6 — 1Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany — 2CERN, CH-1211 Geneva 23, Switzerland — 3Institute for Molecular Science,Myodaiji, Okazaki 444, Japan — 4Department of Physics, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113, Japan — 5Institute for Nuclear Study, University of Tokyo, 3-2-1 Midori-cho, Tanashi, Tokyo 188, Japan — 6Central Research Institute for Physics, Research Institute for Particle and Nuclear Physics, H-1525 Budapest, Hungary
Mittels Laserspektroskopie an antiprotonischen Heliumatomen wurde die Bildung hochangeregter metastabiler Zustände mit hoher Drehimpulsquantenzahl l≤ n−1 als Ursache für die unerwartet lange Lebensdauer von ∼ 3% der in Helium gestoppten Antiprotonen nachgewiesen [1,2]. In den bisherigen Experimenten konnten fünf laserinduzierte Übergänge in p4He und drei in p3He identifiziert werden. Im letzten Experiment stand nun die präzise Untersuchung fundamentaler Eigenschaften des p auf der einen Seite und der physikalisch-chemischen Wechselwirkungsprozesse des pHe-Systems mit umgebenden Heliumatomen und Fremdmolekülen auf der anderen im Vordergrund. Die Auflösung einer Dublettstruktur des Überganges (n,l)=(37,35)→ (38,34) aufgrund der Wechselwirkung des magnetischen Bahnmomentes des p mit dem e−-Spin stellte einen ersten Schritt zur Untersuchung der magnetischen Eigenschaften des Antiprotons dar. Eine Messung der Verschiebung bzw. der Verbreiterung von Resonanzlinien als Funktion der Gasdichte gab Aufschlüsse über die pHe-He Wechselwirkung. Durch Bestimmung des Einflusses von Fremdgasen wie O2 und H2 auf die Lebensdauern einzelner Niveaus wurden Wirkungsquerschnitte für Quenchingprozesse bei Kollisionen mit diesen Molekülen abgeleitet. Für H2 wurden dabei stark zustandsabhängige Quenchingquerschnitte gefunden, während durch O2 alle untersuchten Niveaus nahezu gleich stark depopuliert wurden. Durch das selektive Quenching durch H2-Moleküle wurden erstmals alle metastabilen Zustände von pHe-Atomen für Spektroskopieexperimente zugänglich, was durch Beobachtung von sechs Übergängen zwischen normalerweise metastabilen Zuständen gezeigt wurde.
[1] N. Morita et al., Phys. Rev. Lett. 72, 1180 (1994).
[2] R.S. Hayano et al., Phys. Rev. Lett. 73, 1485 (1994), errata Phys. Rev. Lett. 73, 3181 (1994).