München 2004 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 10: Atomspektroskopie I

A 10.1: Vortrag

Dienstag, 23. März 2004, 14:30–14:45, HS 133

Bestimmung von Spinzuständen einzelner Ionen durch phasensensitive Messung der Speicherbewegungen in einer Penningfalle — •Stefan Stahl¹, Joseba Alonso^1,2, Slobodan Djekic¹, Fernando Galve^1,2, Wolfgang Quint², Tristán Valenzuela¹, José Verdú¹, Manuel Vogel¹ und Günther Werth¹ — ¹Johannes-Gutenberg Universität Mainz, Staudingerweg 7, 55099 Mainz — ²GSI Darmstadt, Plankstrasse 1, 64291 Darmstadt

Wir präsentieren erstmals eine Methode zur Bestimmung elektronischer Spinzustände an gespeicherten Ionen in einer Penningfalle durch phasensensitive Messung der Ionenbewegung. Hintergrund ist die hochpräzise Bestimmung des magnetischen Moments des gebundenen Elektrons an einem einzelnen wasserstoffartigen Ion mit Hilfe des kontinuierlichen Stern-Gerlach-Effekts. Hierbei wird u.a. die Änderung des Spinzustandes des gebundenen Elektrons im Ion durch die Differenz der Bewegungsfrequenzen des Ions in der Falle unter Anwesenheit einer Magnetfeldinhomogenität ermittelt. Typische Frequenzdifferenzen zwischen den Spinzuständen liegen bereits für leichte wasserstoffartige Ionen wie ¹²C⁵⁺ oder ¹⁶O⁷⁺ im Sub-Hertz-Bereich bei Bewegungsfrequenzen im MHz-Bereich. Ihre Auflösung ist daher eine experimentelle Herausforderung, der nun mit der vorgestellten Methode entgegnet werden kann. Die erreichbaren Sensitivitäten liegen zumindest eine Größenordnung über den bislang erreichten und erlauben daher eine künftige Anwendung auch auf schwerere Ionen wie z.B. ⁴⁰Ca¹⁹⁺ oder ²³⁸U⁹¹⁺.