Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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A: Fachverband Atomphysik

A 10: Precision Spectroscopy of Atoms and Ions I

A 10.6: Vortrag

Mittwoch, 10. März 2010, 12:00–12:15, F 107

Entwurf einer zylindrischen Penningfalle zur Detektion des Spinzustandes eines einzelnen isoliert gespeicherten Protons — •Cricia Rodegheri¹, Klaus Blaum^2,3, Holger Kracke¹, Andreas Mooser¹, Wolfgang Quint⁴, Stefan Ulmer^1,2,4 und Jochen Walz¹ — ¹Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 55099 Mainz — ²Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69117 Heidelberg — ³Ruprecht-Karls-Universität, 69047 Heidelberg — ⁴GSI Darmstadt, 64291 Darmstadt

Beim Experiment zur direkten, nicht-destruktiven Messung des g-Faktors eines einzelnen gespeicherten Protons wird eine Doppel-Penningfalle zylindrischer Geometrie eingesetzt. Eine Messgenauigkeit von 10⁻⁹ wird angestrebt. Das elektrostatische Potential der zylindrischen Geometrie weicht vom perfekten Quadrupolpotential ab, was durch Anbringung zusätzlicher Korrekturelektroden kompensiert werden muss. Durch geeignete Wahl der Elektrodengeometrie kann das Potential optimiert werden, so dass simultan eine geringe Energieabhängigkeit der Eigenfrequenzen und Unabhängigkeit der Teilchenfrequenz von der an den Korrekturelektroden angelegten Spannung gewährleistet wird. Beides begünstigt die Präzisionsmessung. Zur Bestimmung des g-Faktors muss die Larmorfrequenz des Protons in der Falle über eine Spinflipresonanz ermittelt werden. Die Detektion des Spinzustandes erfolgt in einer weiteren Penningfalle, in der eine magnetische Inhomogenität durch eine ferromagnetische Ringelektrode eingebracht wird. Das Design der Fallenelektroden basierend den Resultaten von Simulationsrechnungen wird präsentiert.