Erlangen 2001 – wissenschaftliches Programm

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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 1: Plenarsitzung

HK 1.4: Hauptvortrag

Montag, 19. März 2001, 15:30–16:00, R

Präzisionsspektroskopie von antiprotonischem Helium – erste Ergebnisse am AD des CERN — •Eberhard Widmann — Department of Physics, University of Tokyo

Im Rahmen der ASACUSA Kollaboration wurden am neuen Antiproton Decelerator (AD) des CERN Laser- und Mikrowellenspektroskopieexperimente an antiprotonischem Helium, einem Dreikörpersystem bestehend aus einem Heliumkern, einem Elektron, und einem Antiproton (He⁺⁺-e⁻-p =pHe⁺), durchgeführt. pHe⁺ besitzt hochangeregte langlebige Zustände im Mikrosekundenbereich, die bereits von der PS205 Kollaboration am Vorgänger des AD, dem LEAR, mittels Laserspektroskopie untersucht wurden. In der ersten Strahlzeit am AD im Sommer 2000 gelang es, die Genauigkeit der Bestimmung der Übergangsenergien um einem Faktor 3 auf 1.3×10⁻⁷ zu vergrößern. Theoretische Verfahren mittles Variationsmethoden sind in der Lage, die Übergangsenergien mit vergleichbarer Genauigkeit zu berechnen. Die dazu notwendigen QED-Korrekturen höherer Ordnung wurden bisher noch nie in einem gebundenen System mit zwei schweren “Kernen” zu dieser Genauigkeit berechnet; somit stellt dies einen wichtigen Test der QED-Rechnungen dar. Der Vergleich mit den Berechnungen ermöglicht es, Grenzwerte für die aus der CPT-Symmetrie folgenden Gleichheit der Masse und Ladung von Proton und Antiproton abzuleiten, die um mehr als zwei Größenordnungen besser als die Früheren sind. Des weiteren wurde ein erstes Signal einer Mikrowellenresonanz beobachtet, mit der die Hyperfeinstruktur von pHe⁺ untersucht wird. Daraus lassen sich Askünfte über das magnetische Moment des Antiprotons, einer weiteren wichtigen CPT-Größe, erhalten.