Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 52: Precision spectroscopy of atoms and ions III

Q 52.8: Vortrag

Donnerstag, 15. März 2012, 15:45–16:00, V47.03

Präzisionsoptimierung eines Penningfallen-Experiments zur Bestimmung des g-Faktors von gebundenen Elektronen in mittelschweren Ionen — •Florian Köhler¹, Klaus Blaum², Wolfgang Quint¹, Birgit Schabinger³, Sven Sturm^2,3, Anke Wagner² und Günter Werth³ — ¹GSI, 64291 Darmstadt, Deutschland — ²MPI für Kernphysik, 69117 Heidelberg, Deutschland — ³Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, 55099 Mainz, Deutschland

Zur Überprüfung der Quantenelektrodynamik in sehr starken elektrischen Feldern eignen sich Hochpräzisionsmessungen des gyromagnetischen Faktors (g-Faktor) eines atomar gebundenen Elektrons (BS-QED). Aktuell wurde mit dem verwendeten Penningfallen-Aufbau der g-Faktor von wasserstoffähnlichem Silizium ²⁸Si¹³⁺ aus dem Verhältnis zwischen der freien Zyklotron- und der Lamor-Frequenz mit einer relativen Genauigkeit von 5 · 10⁻¹⁰ gemessen [1].

Eine neu entwickelte Phasenmethode (Pulse ’N’ Amplify, PNA) [2], mit der die modifizierte Zyklotronfrequenz bei Energien am Kühlungslimit noch genauer messbar ist, erfordert weitere Minimierungen von Störeinflüssen. Verbesserungen der Druckkompensation der Helium- und Stickstoff-Reservoire und die Magnetfeldstabilität werden vorgestellt. Insbesonders wird der Einfluss einer optimierten supraleitenden Abschirmspule auf die zu messende modifizierte Zyklotronfrequenz präsentiert.

[1] S. Sturm et al., Phys. Rev. Lett. 107, 023002 (2011)

[2] S. Sturm et al., Phys. Rev. Lett. 107, 143003 (2011)