Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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A: Fachverband Atomphysik

A 25: Precision Spectroscopy of Atoms and Ions III

A 25.3: Vortrag

Freitag, 12. März 2010, 11:00–11:15, F 107

Ein selbstangeregter Oszillator zur Messung der axialen Frequenz eines Protons in einer Penning-Falle — •Holger Kracke¹, Klaus Blaum^2,3, Andreas Mooser¹, Wolfgang Quint⁴, Cricia Rodegheri¹, 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

In einem inhomogenen Magnetfeld ist die axiale Frequenz des Protons von dessen Spin-Zustand abhängig. Die Frequenzverschiebung, die durch eine Änderung der Spinausrichtung hervorgerufen wird, beträgt 200mHz bei einer axialen Frequenz von 700kHz. Ziel ist es, diesen Frequenzunterschied mit Hilfe eines Self-Excited-Oscillators aufzulösen [1]. Bei dieser Methode wird das vom Proton in den Fallenelektroden induzierte Signal auf das Teilchen zurückgekoppelt. Dies erlaubt die Bestimmung der axialen Frequenz bei viel höheren Bewegungsamplituden und damit einhergehend einer drastisch verkürzten Messzeit. Die Schwierigkeit besteht darin, die Bewegungsamplitude des Protons möglichst konstant zu halten, um Frequenzverschiebungen im nicht ganz homogenen Speicherfeld zu vermeiden. Hierzu wurde eine schnelle Regelungstechnik unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors aufgebaut. Im Vortrag werden technische Aspekte zur Realisierung und erste Messungen präsentiert.

[1] D’Urso et al., Phys. Rev. Lett. 94, 113002 (2005).