Hamburg 2009 – wissenschaftliches Programm
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A: Fachverband Atomphysik
A 30: Precision Spectroscopy of Atoms and Ions V
A 30.3: Vortrag
Donnerstag, 5. März 2009, 17:15–17:30, VMP 6 HS-B
Detektion der Bewegungsfrequenzen eines Protons in der Mainzer g-Faktor Apparatur — •Holger Kracke1, Klaus Blaum2, Susanne Kreim1, Andreas Mooser1, Christian Mrozik1, Wolfgang Quint3, C. C. Rodegheri1, Stefan Stahl5, Stefan Ulmer1,2,3,4 und Jochen Walz1 — 1Institut fürPhysik, Universität Mainz, 55128 Mainz, — 2MPI für Kernphysik, 69117 Heidelberg, — 3GSI,64291 Darmstadt, — 4Ruprecht-Karls-Universität,69047 Heidelberg, — 5Stahl-Electronics, 67582 Mettenheim
Der g-Faktor des Protons soll aus dem Verhältnis der freien Zyklotronfrequenz νc und der Larmorfrequenz νL bestimmt werden. Um eine hohe Messgenauigkeit zu erzielen, wird die Messung an einem einzelnen Proton durchgeführt. Dies setzt die zerstörungsfreie Detektion der Eigenfrequenzen des Teilchens in der Penning-Falle voraus. Dabei werden die vom Teilchen in den Fallenelektroden induzierten Spiegelströme als Spannungsabfall über einem externen Schwingkreis nachgewiesen. Die kryogene Umgebung erlaubt die Verwendung supraleitender Materialien und rauscharmer Elektronik. Die somit erreichte hohe Güte des axialen Schwingkreises von Q ≈ 5000 ermöglicht eine Detektion der axialen Mode eines einzelnen Protons im thermischen Gleichgewicht über den Dip im Rauschspektrum des Schwingkreises. Die Magnetronfrequenz ν− wird anhand eines “Avoided Crossings*" gemessen. Ausserdem wird die reduzierte Zyklotronfrequenz ν+ über eine Kühlkurve detektiert und somit kann die freie Zyklotronfrequenz über νc2=ν−2+νz2+ν+2 bestimmt werden.