Entwicklung und Anwendung lasergestützter Techniken an HITRAP, CRYRING und ESR

Die beteiligten Gruppen der TU Darmstadt betreiben gemeinsam mit Ihren Kooperationspartnern des Verbundes aus Dresden, Gießen, Jena und Münster Methodenentwicklung zum Einsatz laserbasierter Methoden an ESR, CRYRING@ESR und HITRAP. Ziel ist einerseits die Grundlagenforschung im Bereich der Atom- und Kernphysik, andererseits die Präparation gespeicherter Ionen für andere Experimente. Im ersten Bereich wird beispielsweise durch die Laserspektroskopie an Bi⁸²⁺-Ionen im Experimentierspeicherring ESR die fundamentale Theorie der Quantenelektrodynamik (QED) in extrem starken magnetischen Feldern getestet. Gleichzeitig wird an HITRAP die Kühlerfalle in Betrieb genommen, die erstmals solche hochgeladenen schweren Ionen für Experimente mit nahezu ruhenden, gespeicherten und kalten Ionen zur Verfügung stellen wird. Unter den damit geplanten Experimenten wird auch die Laser-Radiofrequenz-Dppelresonanzmethode in der ARTEMIS Penningfalle entwickelt, mit der sich das magnetische Moment des ²⁰⁹Bi-Ions mit zuvor nie erreichter Genauigkeit bestimmen lassen wird. Die Laserspektroskopie an Kr³²⁺ Ionen im ESR wiederum, überprüft die Genauigkeit der theoretischen Beschreibung dieser Mehrelektronensysteme hinsichtlich der Wechselwirkung zwischen den Elektronen.  An CRYRING wird versucht an Mg⁺ Ionen die in atomaren Gasen und an Ionenstrahlen lang etablierte Methode des optischen Pumpens zur Polarisation des Kerns oder der Elektronenhülle auch am Speicherring nutzbar zu machen. Dies würde eine Vielzahl neuartiger Experimente z.B. zur Paritätsverletzung ermöglichen.