Konstanz 1998 – wissenschaftliches Programm

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SYC: Symposium Einzelne Atome, Ionen und Moleküle

SYC 3: Symposium Einzelne Atome, Ionen und Moleküle III

SYC 3.4: Vortrag

Donnerstag, 19. März 1998, 15:00–15:30, R 711

Präzisionsexperimente an einzelnen hochgeladenen Ionen in einer Penning-Falle — •W. Quint², M. Diederich¹, H. Häffner¹, N. Hermanspahn¹, M. Immel¹, H.J. Kluge², R. Ley¹, R. Mann², S. Stahl² und G. Werth¹ — ¹Institut für Physik, Universität Mainz — ²GSI Darmstadt

Einzelne Teilchen, die in einer Ionenfalle gespeichert sind, bieten die Möglichkeit, Grundlagenexperimente mit höchster Genauigkeit durchzuführen. In diesem Vortrag werden Experimente an einzelnen hochgeladenen Ionen in einer Penning-Falle vorgestellt. Ziel dieser Experimente ist es, die Theorie der Quantenelektrodynamik im starken Coulomb-Feld schwerer Kerne mit hoher Präzision zu überprüfen. Das Experimentierprogramm umfaßt (i) die Bestimmung des magnetischen Moments des gebundenen Elektrons in wasserstoffartigen Ionen, (ii) die Bestimmung der atomaren Bindungsenergien von hochgeladenen Ionen durch die Messung der Zyklotronfrequenzen und (iii) laserspektroskopische Messungen von Fein- und Hyperfeinstrukturübergängen in hochgeladenen Ionen.

In den Experimenten werden die hochgeladenen Ionen mit der Methode der Widerstandskühlung in der Penning-Falle auf eine Temperatur von T = 4 Kelvin abgekühlt. Die Schwingungsfrequenzen einzelner hochgeladener Ionen können mit Hilfe eines supraleitenden Resonanzschwingkreises mit einer Genauigkeit von besser als 10⁻⁹ gemessen werden. Die Speicherdauer der hochgeladenen Ionen im Kryovakuum (p < 10⁻¹⁶ mbar) ist länger als ein Jahr.