Darmstadt 2008 – scientific programme

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A: Fachverband Atomphysik

A 15: Precision spectroscopy I

A 15.4: Talk

Thursday, March 13, 2008, 09:30–09:45, 3C

Erste Doppler-freie Spektroskopie an metastabilen Lithium-Ionen bei 34%c im Experimentier-Speicherring der GSI — •Christian Novotny¹, G. Huber¹, S. Karpuk¹, W. Nörtershäuser¹, D. Bing², S. Reinhardt², D. Schwalm², A. Wolf², G. Gwinner³, G. Ewald⁴, C. Geppert⁴, H.-J. Kluge⁴, T. Kühl⁴, T. Stöhlker⁴, B. Bernhardt⁵, T. W. Hänsch⁵, R. Holzwarth⁵, G. Saathoff⁵ und T. Udem⁵ — ¹Johannes Gutenberg Universität Mainz — ²MPI für Kernphysik, Heidelberg — ³University of Manitoba, Winnipeg, Canada — ⁴Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt — ⁵MPI für Quantenoptik, Garching

Am Experimentier-Speicherring (ESR) der GSI konnte die erste Doppler-freie Spektroskopie an metastabilen ⁷Li⁺-Ionen bei einer Teilchengeschwindigkeit von 34%c realisiert werden. Hierbei wurden dem Ionenstrahl kollinear zwei Laserstrahlen überlagert, die entweder parallel oder antiparallel zueinander ausgerichtet waren. Die beobachtete Resonanz hat eine Breite von etwa 60 MHz und ist damit 8-9 mal schmaler als das Doppler-verbreiterte Signal. Diese Messungen sind die Grundlage für eine präzise Bestimmung des Zeitdilatationsfaktors der speziellen Relativitätstheorie (SRT) und der erste Schritt zur Verbesserung des Vorgängerexperiments vom MPI für Kernphysik. Dort wurde bei Experimenten mit Ionengeschwindigkeiten von 3%c und 6.4%c eine Obergrenze von hypothetischen Abweichungen zur SRT von 8.4 x 10⁻⁸ ermittelt [1]. Die Experimente am ESR haben das Potenzial diese Obergrenze um mehr als eine Größenordnung zu verbessern. [1] S. Reinhardt et.al. Nat.Phys. (2007) doi:10.1038/nphys778