Entwicklung und Anwendung lasergestützter Techniken für SPARC
Die „Facility for Antiproton and Ion Research“ (FAIR), die in den kommenden Jahren am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entstehen wird, bietet für laserspektroskopische Experimente an hochgeladenen schweren Ionen und relativistischen Ionenstrahlen ein breites Spektrum an hochaktuellen Forschungsmöglichkeiten. Diese reichen von Tests fundamentaler Wechselwirkungen (Starkfeld-QED gebundener Zustände) und Symmetrien (Lorentzinvarianz), über die Extraktion kernphysikalischer Grundzustandseigenschaften aus der Spektroskopie von Wenigelektronensystemen (präzise spektroskopische Quadrupolmomente aus der Laserspektroskopie an D2-Übergängen in Li-artigen Ionen und magnetische Momente ohne diamagnetische Korrekturen aus D1-Übergängen in Li-artigen Ionen), dem Verständnis der Korrelationen von Mehrelektronensystemen in starken Feldern (z.B. Spektroskopie an berylliumähnlichen Ionen) bis hin zur Anwendung der Laserspektroskopie zum Kühlen und zur Präparation von Ionenstrahlen. Dafür stehen Ionen mit kinetischen Energien von meV bis hin zu einigen GeV/u an den verschiedenen Speicherringen und Fallen zur Verfügung. Im Rahmen der BMBF Verbundforschung sind wir in enger Kooperation mit unseren Verbundpartnern in Dresden, Jena und Münster dabei, neue Techniken im Bereich der Erzeugung der Laserstrahlung, des Nachweises von Fluoreszenzphotonen und eventuell alternativer teilchensensitiver Nachweismethoden zu entwickeln, die an die Gegebenheiten an den neuen Speicherringen optimal angepasst sind und das sich eröffnende wissenschaftliche Potential an diesen Speicherringen optimal nutzen. Neben den eigenen wissenschaftlichen Zielen und Experimenten ist uns auch die Präparation der Ionen für und mit der Laserspektroskopie ein wichtiges Anliegen. Lasergekühlte brillante Ionenstrahlen werden ebenso neue Möglichkeiten für Experimente eröffnen wie die Präparation polarisierter Ionenstrahlen durch optisches Pumpen.