Dresden 2011 – wissenschaftliches Programm

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A: Fachverband Atomphysik

A 6: Precision spectroscopy of atoms and ions II

A 6.2: Vortrag

Montag, 14. März 2011, 16:45–17:00, BAR 205

Test der Zeitdilatation mit ⁷Li⁺-Ionen bei einer Geschwindigkeit von 0,338 c — •Benjamin Botermann^1,2, Christopher Geppert^1,2, Gerhard Huber¹, Sergei Karpuk¹, Wilfried Nörtershäuser^1,2, Rodolfo Sanchez^1,2, Thomas Kühl², Christian Novotny², Thomas Stöhlker², Dennis Bing³, Dirk Schwalm³, Andreas Wolf³, Gerald Gwinner⁴, Theodor W. Hänsch⁵, Sascha Reinhardt⁵ und Guido Saathoff⁵ — ¹Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Mainz — ²GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt — ³MPI für Kernphysik, Heidelberg — ⁴University of Manitoba, Winnipeg, Canada — ⁵MPI für Quantenoptik, Garching

Für einen Test der Zeitdilatation wird nach dem Vorbild des Ives-Stilwell Experimentes die Frequenz eines elektromagnetischen Dipolübergangs an schnellen Ionen gemessen und mit den Vorhersagen der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) verglichen. Am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung werden dafür metastabile ⁷Li⁺-Ionen bei einer Geschwindigkeit von 0,338 c gespeichert und mit Laserstrahlen überlagert. Mit dopplerfreien Spektroskopieverfahren konnte die Übergangsfrequenz bei dieser Geschwindigkeit auf 1 MHz genau bestimmt werden. Dies erlaubt einen Test des Zeitdilatationsfaktors γ, mit einer gegenüber vorherigen Experimenten [1,2] um einen Faktor 2 verbesserten Genauigkeit von 10⁻⁸. Wir präsentieren die Ergebnisse der jüngsten Messungen an der GSI.

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

[2] C. Novotny et al. PRA 80 (2009) 022107.