Konstanz 1998 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 16: Spektroskopie IV

A 16.3: Vortrag

Donnerstag, 19. März 1998, 11:30–11:45, A701

Messung des elektronischen g-Faktors wasserstoffartiger Ionen in einem Penningkäfig — •S. Stahl², M. Diederich¹, H. Häffner¹, N. Hermanspahn¹, M. Immel¹, H.J. Kluge², R. Ley¹, R. Mann², W. Quint² und G. Werth¹ — ¹Institut für Physik, Universität Mainz — ²GSI Darmstadt

Einzelne Teilchen in einer Falle stellen ein nahezu ideales System zum Test physikalischer Theorien dar. So wurde die QED in schwachen Feldern auf eindrucksvolle Weise durch die Bestimmung des g-Faktors des freien Elektrons (Δ g/g=10⁻¹¹) bestätigt. Der g-Faktor des gebundenen Elektrons in wasserstoffartigen Ionen unterscheidet sich von dem des freien durch relativistische Korrekturen, aber auch durch die Wechselwirkung mit dem starken elektrischen Feld des Kerns. In dem vorgestellten Experiment werden hochgeladene Ionen in einer Penningfalle erzeugt, gespeichert und mit Hilfe eines supraleitenden Schwingkreises auf eine Temperatur von 4K gekühlt. Einzelne Ionen können zerstörungsfrei und ohne äußere Anregung nachgewiesen werden. Mit dieser Methode lassen sich die Schwingungsfrequenzen mit einer Genauigkeit von 10⁻⁹ bestimmen. Die Spinrichtung des Elektrons wird durch die Kopplungseffekte einer magnetischen Feldinhomogenität bestimmbar. Der Wechsel der Spinrichtung drückt sich in einem Quantensprung der Axialfrequenz aus. Erste Ergebnisse zur Bestimmung des g-Faktors von wasserstoffartigen Kohlenstoffionen (C⁵⁺) werden präsentiert.