Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm
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A: Atomphysik
A 19: Symposium Hochgeladene Ionen III
A 19.3: Vortrag
Freitag, 19. März 1999, 17:15–17:30, TE1
Erste Messung des g-Faktors des gebundenen Elektrons in hochgeladenen Ionen — •W. Quint1, H. Häffner1, N. Hermanspahn2, H.-J. Kluge1, S. Stahl1, J. Verdú2 und G. Werth2 — 1GSI Darmstadt, 64291 Darmstadt — 2Universität Mainz, 55099 Mainz
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 Elektrons durch relativistische Korrekturen, aber auch durch zusätzliche quantenelektrodynamische Korrekturen in 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. Die Schwingungsfrequenzen eines einzelnen Ions können mit einer relativen Genauigkeit von bis zu 10−9 bestimmt werden. Zur Bestimmung des g-Faktors müssen Larmorfrequenz und Zyklotronfrequenz des Ions bestimmt werden. Dazu wird die Dehmeltsche Quantensprungmethode eingesetzt. Die erstmalige direkte Bestimmung des g-Faktors eines hochgeladenen wasserstoffartigen Ions ergab für C5+: g = 2, 001 040 (6). Diese Messung bestätigt die relativistischen und QED- Korrekturen mit einer Genauigkeit von 2· 10−3.