springe zum Hauptinhalt  ∨   Seitenlogos mit Links zu Institutionen:
Max-Planck-Gesellschaft Max-Planck-Institut für Kernphysik Universität Heidelberg
Abteilung für gespeicherte und gekühlte Ionen
 
Max-Planck-GesellschaftMax-Planck-Institut für KernphysikUniversität Heidelberg Abteilung für gespeicherte und gekühlte Ionen
Übergeordnete Navigation: MPIK Homepage  |  Home  |  English  |  Sitemap  |  Suche  |  Kontakt
Bereichs-Navigation:

Kontakt  Kontakt


Tel.: +49 6221 516-851
Fax: +49 6221 516-852
Postadresse
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Postfach 10 39 80
69029 Heidelberg
Besucheradresse
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Saupfercheckweg 1
Gebäude: Gentnerlabor, Raum 134
69117 Heidelberg

 

Nachrichten-Archiv 2011

04.11.11: Struktur von negativ geladenen Wasserstoffmolekülen geklärt

Warum negativ geladene Wasserstoffmoleküle (H2-Ionen) für einige Mikrosekunden existieren können, obwohl das auf den ersten Blick ziemlich unmöglich erscheint, haben Experimente der Gruppe "Molekulare Quantendynamik und gespeicherte Ionenstrahlen" von Andreas Wolf gezeigt. Diese Molekülionen rotieren schnell, sind enorm groß und zerfallen schließlich zu neutralen Wasserstoffmolekülen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Physical Review Letters veröffentlicht. Sie bestätigen theoretische Vorhersagen.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

Lesen Sie auch die ausführlichen Mitteilungen des MPIK external Link, von APS Physics external Link sowie Physics Today.

08.10.11: Erstmaliger Einsatz von oktupolarer Technik in Penningfallen-Massenspektrometrie

Die Flugzeit (TOF) Ionen-Zyklotron-Resonanz (ICR) Technik zur Bestimmung der Masse kurzlebiger Nuklide ist vor kurzem verbessert worden, indem die Quadrupolanregung durch eine Oktupolanregung der Ionenbewegung ersetzt wurde. In einem soeben in Physical Review Letters veröffentlichten Artikel präsentieren S. Eliseev et al. erstmals eine analytische Beschreibung dieser neuen Oktupoltechnik und berichten über ihren Einsatz bei einer direkten Bestimmung des Massenverhältnisses des Massendubletts 164Er-164Dy mittels Penningfalle.
Die neue Technik lieferte eine Verbesserung des Auflösungsvermögens um mehr als eine Größenordnung und ermöglichte hierdurch die simultane Messung der Zyklotronfrequenzen von 164Dy+ und 164Er+. 164Er ist ein vielversprechender Kandidat für die Suche nach dem neutrinolosen doppelten Elektroneneinfang. Die Beobachtung dieses neutrinolosen Übergangs würde belegen, dass das Neutrino ein Majorana-Teilchen ist. Dem gemessenen Qee-Wert von 25.07(12) keV für 164Er entspricht eine Halbwertszeit von 1030 Jahren für ein Majorana-Neutrino mit 1 eV Masse.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

29.09.11: Neue Technik ermöglicht phasensensitive Messungen der Zyklotronfrequenz

In einem soeben in Physical Review Letters veröffentlichten Artikel berichten S. Sturm et al. über die Entwicklung einer neuartigen Technik zur phasensensitiven Messung der modifizierten Zyklotronfrequenz eines Ions in einer Penningfalle bei Energien nahe des thermischen Kühllimits. Bei solch extrem niedrigen Energien können systematische Frequenzverschiebungen in den meisten Fällen vernachlässigt werden und es sind Messungen der Zyklotronfrequenz mit einer Unsicherheit im Bereich von 1 ppt (10-12) möglich. Das bei den beschriebenen Untersuchungen eingesetzte experimentelle Setup besteht aus einer zylindrischen Penningfalle, die Teil eines Triple-Trap-Systems ist, in dem wasserstoffähnliche Ionen für nahezu unbegrenzte Zeit unter kontrollierten Bedingungen in einem kleinen Raumvolumen gespeichert werden können.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

24.09.11: INPC2010 Konferenzband veröffentlicht

In "Journal of Physics: Conference Series" wurde kürzlich der Konferenzband der letztjährigen "International Nuclear Physics Conference 2010" (INPC2010 external Link) veröffentlicht.

Weitere Informationen zum INPC2010 Konferenzband ... >

01.09.11: Direkte Messung der freien Zyklotronfrequenz eines einzelnen Teilchens in einer Penningfalle

Penningfallen bieten einzigartige Möglichkeiten zur Untersuchung einzelner geladener Teilchen unter wohldefinierten, kontrollierbaren experimentellen Bedingungen. Durch den Einsatz von Penningfallen können die Eigenschaften geladener Teilchen und deren Antiteilchen mit extrem hoher Präzision verglichen werden, was strenge Tests der Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie ermöglicht. Der genaueste direkte Test von Einsteins berühmter Gleichung E = mc2 basiert auf Penningfallen-Experimenten.

In einem soeben in Physical Review Letters veröffentlichten Artikel beschreiben S. Ulmer et al. ein neuartiges Messverfahren zur direkten Bestimmung der freien Zyklotronfrequenz νc eines einzelnen in einer Penningfalle gespeicherten Teilchens. Ziel des Experiments ist die Messung des g Faktors des Protons gp und des Antiprotons in einer kryogenen Penningfalle mit Hilfe des kontinuierlichen Stern-Gerlach-Effekts. Die eingesetzte Methode basiert auf den "bekleideten" Zuständen der Modenkopplung. In diesem neuen Messverfahren sind beide radialen Schwingungsmoden des gefangenen Protons gleichzeitig an die axiale Bewegungsmode gekoppelt. Dies wurde zuvor noch nie gezeigt.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

20.08.11: TCP2010 Konferenzband veröffentlicht

Kürzlich wurde in Hyperfine Interactions der Konferenzband der letztjährigen "International Conference on Trapped Charged Particles and Fundamental Physics" (TCP2010 external Link) veröffentlicht. Unsere Abteilung hat insgesamt neun Artikel dazu beigetragen.

Weitere Informationen zum TCP2010 Konferenzband und den Abteilungsbeiträgen ... >

21.07.11: Neutrinoloser doppelter Elektroneneinfang und die Natur des Neutrinos

Wir wissen bereits, dass Neutrinos massive Teilchen sind, wir wissen jedoch immer noch nicht, ob das Neutrino ein Dirac- oder ein Majorana-Teilchen ist. Bisher war der einzig mögliche Weg zur Überprüfung, ob Neutrinos Majorana-Teilchen sind, die Beobachtung von neutrinolosen doppelten Beta-Transformationen, wie z.B. dem neutrinolosen doppelten Betazerfall, der die größte Wahrscheinlichkeit aufweist. Es gibt allerdings einige Spezialfälle, in denen eine starke resonante Verstärkung der Wahrscheinlichkeit für den neutrinolosen doppelten Elektroneneinfang erwartet wird. Die wesentliche Unsicherheit bei der Bestimmung der Resonanzbedingungen liegt in der unzureichenden Kenntnis des Qee-Werts. Diese kann mit Hilfe der hochpräzisen Penningfallen-Massenspektrometrie überwunden werden.

In einem soeben in Physical Review C veröffentlichten Artikel berichten S. Eliseev et al. über hochpräzise Messungen der Atommassendifferenzen zwischen den Nukliden 156Dy und 156Gd. Die Messungen wurden mit dem Penningfallen-Massenspektrometer SHIPTRAP external Link an der GSI Darmstadt durchgeführt. Es konnte eine Überlagerung mehrerer Resonanzzustände im neutrinolosen doppelten Elektroneneinfang in 156Dy beobachtet werden. Dieses einzigartige Phänomen kann dabei helfen, die Mechanismen zu beleuchten, die dem neutrinolosen doppelten Elektroneneinfang zu Grunde liegen. Die Beobachtung dieses Prozesses würde belegen, dass das Neutrino ein Majorana-Teilchen ist.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

15.07.11: Erste TRIGA-TRAP Resultate veröffentlicht
TRIGA-TRAP

Die ersten wissenschaftlichen Resultate von Massenmessungen an TRIGA-TRAP wurden in dieser Woche in der renommierten Zeitschrift Physical Review C veröffentlicht. Dabei handelt es sich um Massenmessungen an stabilen isotopen der seltenen Erden, insbesondere Gd und Hf Isotopen, bei denen signifikante systematische Abweichungen gegenüber den Werten in der Datenbank der Atommassen (Atomic Mass Evaluation, AME) beobachtet wurden. Diese Messungen wurden mit einer Quelle für stabile Isotope durchgeführt und werden derzeit noch auf andere seltene Erden ausgedehnt. Gleichzeitig wird die Kopplung von TRIGA-TRAP mit dem TRIGA-Reaktor external Link im Rahmen der TRIGA-SPEC Kollaboration vorangetrieben.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

08.07.11: Genaueste Bestimmung des g-Faktors eines gebundenen Elektrons gelungen

In einem soeben in Physical Review Letters veröffentlichten Artikel berichten S. Sturm et al. über die Bestimmung des g-Faktors des in wasserstoffähnlichem 28Si13+ gebundenen Elektrons. Hierzu wurde ein einzelnes Ion in einer zylindrischen Penningfalle gefangen und aus dem Verhältnis seiner Zyklotronfrequenz und der Frequenz des induzierten Spin-Flip-Übergangs ein Wert von g = 1.995 348 958 7(5)(3)(8) bestimmt.
Bisherige Messungen waren auf das Gebiet der leichten Elemente wie Kohlenstoff und Sauerstoff beschränkt. Die Ausdehnung auf schwerere Systeme wie Silicium liefert neue Einblicke in physikalische Grundlagen.
Die exzellente Übereinstimmung zwischen dem neuen experimentellen und dem aktuellsten theoretischen Wert von g = 1.995 348 958 0(17) ist der zur Zeit genaueste Test der QED-Berechnungen gebundener Zustände (BS-QED) in starken Feldern. Es werden erstmals bislang nicht berechnete Werte von Zwei-Schleifen-Beiträgen höherer Ordnung sichtbar.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

20.06.11: Erste direkte Beobachtung von Spin-Quantensprüngen einzelner Protonen

In einem soeben in Physical Review Letters veröffentlichten Artikel berichten S. Ulmer et al. über die erstmalige Beobachtung von Spin-Quantensprüngen eines einzelnen gepeicherten Protons. Dies ist ein entscheidender Durchbruch auf dem Weg zu einem neuen hochpräzisen Test der Materie-Antimaterie-Symmetrie durch den direkten hochpräzisen Vergleich der magnetischen Momente des Protons und des Antiprotons.
Das Experiment wird in einer kryogenen Doppel-Penningfalle durchgeführt. In solchen Systemen können Protonen beliebig lange gespeichert werden. Durch eine Hochfrequenzanregung werden Spin-Quantensprünge induziert und mittels des kontinuierlichen Stern-Gerlach-Effekts zerstörungsfrei beobachtet. Hierzu wird das einzelne Proton in einer Penningfalle mit einer sehr starken magnetischen Inhomogenität gespeichert. Das Umklappen des Spins ändert die axiale Frequenz des gespeicherten Protons um 3/10 000 000. Diese winzigen Frequenzänderungen, nur 190 mHz aus 674 kHz, wurden eindeutig nachgewiesen, was die erste direkte Beobachtung von Spin-Quantensprüngen eines einzelnen Protons unmittelbar belegt.
Durch die erfolgreiche Erfassung dieser schwer zu gewinnenden Daten haben die Autoren die wissenschaftlichen Konkurrenten von der Harvard Universität überholt und sind nun weltweit führend auf diesem Gebiet.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

Der Artikel wurde für einen sog. Viewpoint in Physics ausgewählt. Bitte lesen Sie auch den Standpunkt zum Artikel von Edmund G. Myers (Florida State University): pdf, 399 KB external Link oder Webseite external Link.

21.03.11: Neue Massenmessungen ermöglichen genaueren Einblick in den rp-Prozess

In einem soeben in Physical Review Letters veröffentlichten Artikel berichten E. Haettner et al. über neue Massenmessungen von zehn protonenreichen Nukliden, einschließlich der N = Z + 1 Nuklide 85Mo und 87Tc. Die Experimente wurden mit dem Penningfallen-Massenspektrometer SHIPTRAP external Link durchgeführt. Dabei konnte der Bereich bisheriger Messungen von N = Z + 1 Nukliden an anderen Anlagen weiter ausgedehnt werden. Daher stellt diese Arbeit einen Meilenstein auf dem Weg zu hochpräzisen Massenmessungen der schweren N = Z Nuklide, wie beispielsweise 80Zr und 84Mo, dar.
Die Ergebnisse zeigen im Vergleich mit den Werten der Atomic Mass Evaluation 2003 eine systematische Verschiebung der Massenoberfläche um bis zu 1.6 MeV in Richtung der weniger gebundenen Kerne. Dies bewirkt signifikante Häufigkeitsänderungen in der Asche von astrophysikalischen Röntgenblitzen.
Erstaunlich niedrige Alpha-Separationsenergien (Sα) wurden für neutronenarmes Mo und Tc gefunden, wodurch die Entstehung eines ZrNb-Zyklus im rp-Prozess möglich wird. Ein solcher Zyklus würde ein oberes Temperaturlimit für die Elementsynthese im rp-Prozess jenseits von Nb erzwingen.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

Der Artikel wurde für einen sog. Viewpoint in Physics ausgewählt. Bitte lesen Sie auch den Standpunkt zum Artikel external Link von Jens Dilling und Chris Ruiz.

17.03.11: Erste direkte Massenmessungen von kurzlebigen A = 2Z - 1 Kernen

In einem kürzlich in Phys. Rev. Lett. veröffentlichten Artikel berichten X. L. Tu et al. von den ersten direkten Massenmessungen an den kurzlebigen A = 2Z - 1 Kernen 63Ge, 65As, 67Se, und 71Kr mittels einer neuen Anwendung der Massenspektrometrie in Speicherringen. Das Experiment wurde am Cooler-Storage Ring at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, HIRFL-CSR external Link, durchgeführt.

Präzise Massenwerte für die Nuklide entlang des rp-Prozess-Pfads sind für den Vergleich von Modellen und Beobachtung erforderlich. Der schnelle Protoneneinfang (rp-Prozess) ist eine Abfolge von Protoneneinfängen und β+-Zerfällen nahe der Protonenabbruchkante. An sog. Wartepunkten ist der Protoneneinfang effektiv unterdrückt und der rp-Prozess muss über den langsamen β+-Zerfall weiterlaufen. Drei zentrale Wartepunkte wurden identifiziert: 64Ge, 68Se, und 72Kr. Ihre erwarteten langen Halbwertszeiten liefern die Erklärung für die Beobachtung verlängerter Schweife in den Lichtkurven zahlreicher Röntgenstrahlen-Ausbrüche. Da alle β+ Halbwertszeiten bekannt sind, wird die Protonenseparationsenergie (Sp), die sich aus dem Massenexzess herleiten lässt, zum entscheidenden Parameter.
64Ge ist der wichtigste mögliche Wartepunkt, da er als erster auftritt. Um zu klären, in welchem Maße 64Ge ein Wartepunkt ist, muss Sp (65As) präzise gemessen werden. Das exotische 65As war bislang für Penningfallen-Massenmessungen außer Reichweite und konnte jetzt erstmals gemessen werden. Modellrechnungen zu Röntgenstrahlen-Ausbrüchen, die den neuen Wert für den Massenexzess von 65As verwenden, legen nahe, dass 64Ge kein signifikanter Wartepunkt des rp-Prozesses ist.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

Lesen Sie auch die Pressemitteilungen des MPIK external Link und des Informationsdienstes Wissenschaft external Link.

05.02.11: Untersuchung der Natur des Neutrinos mittels neutrinolosem doppelten Elektroneneinfang

Neutrinooszillationen zeigen uns, dass Neutrinos massive Teilchen sind, wir wissen jedoch immer noch nicht, ob das Neutrino ein Dirac- oder ein Majorana-Teilchen ist. Eine Antwort auf diese seit langem bestehende Frage liegt in der Suche nach neutrinolosen doppelten Beta-Transformationen, wie z.B. dem neutrinolosen doppelten Elektroneneinfang. Die Beobachtung dieses Prozesses würde belegen, dass das Neutrino ein Majorana-Teilchen ist.

In einem kürzlich in Phys. Rev. Lett. veröffentlichten Artikel berichten S. Eliseev et al. von der Bestimmung des Q-Werts von 152Gd mittels SHIPTRAP external Link an der GSI Darmstadt. Hierzu wurde eine präzise direkte Messung des Verhältnisses der Zyklotronfrequenzen der einfach geladenen Ionen von 152Sm und 152Gd mit einer Flugzeit Ionen Zyklotron Resonanztechnik durchgeführt. Aus dem Frequenzverhältnis lässt sich der Qee-Wert von 152Gd berechnen. Der Qee-Wert des doppelten 0+ -> 0+ Elektronenübergangs zwischen den Grundzuständen von 152Gd und 152Sm wurde zu 55.70(18) keV bestimmt. Dieser Qee-Wert ergibt für eine Neutrinomasse von 1 eV eine Halbwertszeit von 1026 Jahren. Mit dieser kürzesten Halbwertszeit unter den bekannten neutrinolosen doppelten Beta-Transformationen ist 152Gd ein vielversprechender Kandidat für die Suche nach dem neutrinolosen doppelten Elektroneneinfang.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel ... >

Siehe bitte auch die zugehörigen Pressemitteilungen.