Hannover 2010 – scientific programme

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A: Fachverband Atomphysik

A 18: Precision Spectroscopy of Atoms and Ions II

A 18.1: Talk

Thursday, March 11, 2010, 10:30–10:45, F 107

Laserspektroskopische Messungen an schnellen Ionen für einen Test der Speziellen Relativitätstheorie — •Benjamin Botermann¹, G. Huber¹, S. Karpuk¹, W. Nörtershäuser^1,4, C. Novotny¹, D. Bing², D. Schwalm², A. Wolf², G. Gwinner³, C. Geppert^1,4, T. Kühl⁴, T. Stöhlker⁴, T. W. Hänsch⁵, S. Reinhardt⁵ und G. Saathoff⁵ — ¹Johannes Gutenberg Universität Mainz — ²MPI für Kernphysik, Heidelberg — ³University of Manitoba, Winnipeg, Canada — ⁴GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt — ⁵MPI für Quantenoptik, Garching

Durch die Bestimmung der Anregungsfrequenz eines elektromagnetischen Diploübergangs in schnellen Ionen kann die Zeitdilatiation der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) mit dopplerfreien Laserspektroskopieverfahren präzise vermessen werden. Für einen Test dieser Art werden im Experimentierspeicherring des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung metastabile ⁷Li⁺-Ionen mit einer Geschwindigkeit von 0,338 c₀ gespeichert. In den jüngsten Messungen konnte die Resonanzfrequenz der gespeicherten Lithiumionen auf wenige MHz genau bestimmt und mit der SRT auf einem Niveau von 1,6 · 10⁻⁸ verglichen werden ohne eine Abweichung festzustellen. Damit wurde dieselbe Sensitivität wie bei den Vorgängerexperimenten erreicht, die die SRT bei niedrigeren Ionengeschwindigkeiten getestet haben [1]. Wir stellen Weiterentwicklungen im Experimentaufbau vor, von denen wir erwarten, dass sie die Empfindlichkeit auf Abweichungen von der SRT um eine Größenordnung steigern können.

[1] S. Reinhardt et al. Nat. Phys. 3 (2007) 861.