Osnabrück 2002 – wissenschaftliches Programm

Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Downloads | Hilfe

A: Atomphysik

A 3: Experimentelle Verfahren

A 3.4: Vortrag

Dienstag, 5. März 2002, 15:00–15:15, HS 15/E10

Erst Messung von Hyperfeinübergängen in antiprotonischem Helium — •Eberhard Widmann — Department of Physics, University of Tokyo

Im Jahr 2001 gelang es der ASACUSA Kollaboration am Antiproton Decelerator (AD) des CERN erstmals, mikrowelleninduzierte Übergänge zwischen Hyperfeinniveaus in antiprotonischem Helium zu beobachten. Es handelt sich um die Hyperfeinniveaus eines hochangeregeten Zustands mit Hauptquantenzahl 37 und Drehimpulsquantenzahl 35 des exotischen Dreikörpersystems p–e⁻–He²⁺. Die beobachteten Übergänge bei ∼ 12.91 GHz ensprechen einem Elektronspinflip bezüglich des durch den Bahndrehimpuls des Antiprotons verursachten magnetischen Moments. Die erreichte experimentelle Genauigkeit ist 1.5× 10⁻⁵, und die gemessenen Übergangsfrequenzen stimmen mit Dreikörper-QED Rechnungen auf <3× 10⁻⁵ überein. Dies entspricht etwa der Genauigkeit der Rechnungen, da dort Terme der relativen Ordnung α²≈ 5×10⁻⁵ nicht mehr berücksichtigt werden.

Dies ist die erste genaue Messung des bahn-magnetischen Moments eines zusammengesetzten Teilchens, und stellt einen wichtigen „Benchmark“ für die Dreikörper-QED Rechnungen dar. Die Hyperfeinstruktur von antiprotonischen Helium hängt darüber hinaus vom spin-magnetischen Moment das Antiprotons ab, das eine wichtige Größe für Tests der CPT-Symmetrie darstellt und experimentell nur zu 0.3% bekannt ist.