Hyperfeinaufspaltung und g-Faktor in schweren Ionen: Test der QED in starken Feldern

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Andrey V. Volotka
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 169785323

Das vorliegende Projekt zielt auf die Entwicklung von Ab-initio QED-Methoden für Berechnungen der Hyperfeinaufspaltung und des g-Faktors gebundener Elektronen in schweren Li- und B-artigen Ionen ab. Im Rahmen der ersten Förderperiode des Projektes wurden die Beiträge der schwierigsten Mehrelektronen-QED Diagramme - die abgeschirmten Strahlungs- und Zweiphotonenaustauschkorrekturen - für Li-artige Ionen exakt berechnet. In der zweiten Förderperiode wurde die theoretische Genauigkeit des g-Faktors Li-artiger Ionen weiter verbessert und darüber hinaus die Kern-Polarisation und abgeschirmte Kern-Polarisation für H-, Li- und B-artige Ionen berechnet. Es wurde gezeigt, dass die Beiträge der Kern-Polarisation sich wesentlich mit den starren Kernkorrekturen aufheben lassen. Dies eröffnet neue Perspektiven zur Erkundung von QED-Effekten in starken elektromagnetischen Feldern und der Bestimmung fundamentaler Konstanten.Innerhalb der nächsten Förderperiode planen wir die weitere Verbesserung der theoretischen Genauigkeit des g-Faktors in Li-artigen Ionen und die Ausweitung der exakten Berechnungen von Zweiphotonenaustauschkorrekturen und abgeschirmten QED-Diagrammen auf die Hyperfeinaufspaltung und den g-Faktor in B-artigen Ionen. Als Resultat wird somit die theoretische Basis für die strenge Überprüfung des magnetischen Sektors der QED gebundener Zustände in stärksten elektromagnetischen Feldern erweitert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Stephan Fritzsche