Konstanz 1998 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 25: Fallen und Kühlung II

Q 25.4: Vortrag

Mittwoch, 18. März 1998, 14:45–15:00, R 511

Kühlung einzelner hochgeladener Ionen in einer Penningfalle auf T=4K — •H. Häffner¹, M. Diederich¹, N. Hermanspahn¹, M. Immel¹, H. J. Kluge², R. Ley¹, R. Mann², W. Quint², S. Stahl² und G. Werth¹ — ¹Institut für Physik, Universität Mainz — ²GSI Darmstadt

Um Präzisionsmessungen an einzelnen Ionen in einer Falle durchzuführen, müssen die Einflüsse der Feldfehler der verwendeten elektrischen und magnetischen Felder minimiert werden. Dazu ist es von entscheidender Bedeutung das Ion in allen drei Freiheitsgraden zu kühlen. Es wird die Methode der Widerstandskühlung und deren Anwendung im Experiment zur Messung des elektronischen g-Faktors an hochgeladenen Ionen beschrieben. Der axiale und der Zyklotronfreiheitsgrad werden mittels Schwingkreise hoher Güten (Q=2500) auf eine Temperatur von 4K gekühlt. Zur Reduktion des Magnetronradius wird eine Kopplung der Bewegungsmodi über diagonale (zx-Richtung) Quadrupolfelder erreicht. Um eine hohe Nachweisempfindlichkeit zu erreichen, muß das elektrische Potential der Zylinderfalle durch Einsatz von Korrekturelektroden optimiert werden. Der Potentialverlauf und die energieabhängigen Bewegungsamplituden können am Computer berechnet werden. Zusätzlich wird das Einfangen und Kühlen von Ionen im keV-Bereich diskutiert. Die beschriebenen Techniken sind relevant für den Einfang von Ionen aus externen Ionenquellen oder Beschleunigern (z.Bsp. geplantes HITRAP- Projekt für hochgeladene schwere Ionen an der GSI).