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A: Atomphysik
A 12: Atomspektroskopie II
A 12.2: Vortrag
Dienstag, 23. März 2004, 16:45–17:00, HS 133
Experimenteller Test der Zeitdilatation mittels Laserspektroskopie an schnellen Ionen — •G. Saathoff1, G. Huber2, S. Karpuk2, S. Reinhardt1, D. Schwalm1, A. Wolf1 und G. Gwinner1 — 1Max-Planck-Institut für Kernphysik, 69029 Heidelberg — 2Institut für Physik, Universität Mainz, 55099 Mainz
Am Schwerionenspeicherring TSR des Max-Planck-Instituts für Kernphysik wurde mittels kollinearer Sättigungsspektroskopie an schnellen Ionen die bisher genaueste Messung der Zeitdilatation durchgeführt. Dazu wurden 7Li+-Ionen bei etwa 7% der Lichtgeschwindigkeit im TSR gespeichert und die Doppler-verschobenen Frequenzen νp und νa eines Zweiniveau-Übergangs der Frequenz ν0 parallel und antiparallel zur Strahlrichtung gemessen. Aus den durch die relativistische Doppler-Formel gegebenen Resonanzbedingungen ν0=γ (1± β)νa,p folgt, dass das Mittel dieser beiden Frequenzen um genau den Zeitdilatationsfaktor γ gegenüber der Ruhefrequenz ν0 verschoben ist , so dass dieser gemäss γexp = 1/2(νp+νa)/ν0 bestimmt werden kann. Das Ergebnis bestätigt die relativistische Zeitdilatation und die Messgenauigkeit von Δν/ν=1×10−9 liefert eine neue obere Grenze von 2.2×10−7 für mögliche Abweichungen (G. Saathoff et al. Phys. Rev. Lett. 91, 190403 (2003)). Die Messung ist momentan durch den Fehler der Ruhefrequenz (Δν0 =400 kHz) begrenzt. Daher ist eine Wiederholung des Speicherring-Experiments an möglichst langsamen Ionen in Vorbereitung, um so die Ruhefrequenz genauer zu bestimmen. Insgesamt wird eine weitere Steigerung der Genauigkeit um etwa einen Faktor 4 erwartet.