Hamburg 2009 – wissenschaftliches Programm

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A: Fachverband Atomphysik

A 20: Precision Spectroscopy of Atoms and Ions III

A 20.2: Fachvortrag

Mittwoch, 4. März 2009, 17:00–17:30, VMP 6 HS-B

Doppler-freie Spektroskopie an schnellen Lithium-Ionen am Experimentier-Speicherring der GSI — •Christian Novotny¹, B. Bernhardt², D. Bing³, B. Botermann⁴, G. Ewald⁴, C. Geppert^1,4, G. Gwinner⁵, T. W. Hänsch², R. Holzwarth², G. Huber¹, S. Karpuk¹, H.-J. Kluge⁴, T. Kühl⁴, W. Nörtershäuser^1,4, S. Reinhardt², G. Saathoff², D. Schwalm³, T. Stöhlker⁴, T. Udem³ und A. Wolf³ — ¹Johannes Gutenberg Universität Mainz — ²MPI für Quantenoptik, Garching — ³MPI für Kernphysik, Heidelberg — ⁴Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt — ⁵University of Manitoba, Winnipeg, Canada

Am Experimentier-Speicherring der GSI wurde die relativistische Dopplerverschiebung eines geeigneten Uhrenübergangs im metastabilen Spektrum des ⁷Li⁺-Ions exakt in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung der Ionenbewegung vermessen. Durch Anwendung von optischer Doppelresonanzspektroskopie wird hierbei die durch die Geschwindigkeitsverteilung verursachte Dopplerverbreiterung erster Ordnung eliminiert. Hieraus lassen sich sowohl die Zeitdilatation als auch die Geschwindigkeit der Ionen mit hoher Genauigkeit bestimmen und so die Vorhersagen der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) überprüfen.

Aus den bisher durchgeführten Messungen kann eine Obergrenze für Abweichungen zur SRT mit ≤ 3 x 10⁻⁷ gefunden werden. In nachfolgenden Untersuchungen soll dieser Wert um etwa zwei Größenordnungen verbessert und somit die bisherige Obergrenze aus dem Vorgängerexperiment [1] am MPK in Heidelberg deutlich übertroffen werden. [1] S. Reinhardt et.al. Nat.Phys. 3 (2007) 861.