Messungen der Paritätsverletzung im atomaren Ytterbium

• Antragsteller: Professor Dr. Dmitry Budker, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423116110

In der Untersuchung von elektroschwachen Wechselwirkungen bilden Experimente zur Untersuchung der atomaren Parität (atomic parity violation, PV) ein leistungsfähiges Werkzeug, das wertvolle Informationen über das Standardmodell und die niederenergetische Kernphysik liefert. Ytterbium (Yb) ist ein ausgezeichnetes System für solche Studien, aufgrund seines starken PV-Effekts (der größte Effekt, der bisher in jedem atomaren System beobachtet wurde) und der Verfügbarkeit vieler stabiler Isotope. Dies eröffnet die Möglichkeit, hochpräzise Messungen an einer Kette von Yb-Isotopen durchzuführen, die als Sonde für die Neutronenhautvariation zwischen diesen verschiedenen Isotopen dienen könnten, und eine physikalische Sonde jenseits des Standardmodells. Darüber hinaus wäre eine Bestimmung der Kernspin-abhängigen Beiträge zum PV-Effekt in Yb eine Beobachtung des nuklearen Anapolmoments und würde Informationen über Nukleon-Nukleon-schwache Meson-Kopplungen liefern, die mit hadronischen schwachen Wechselwirkungen assoziiert sind.Nachdem wir kürzlich Messungen durchgeführt haben, die zur ersten Beobachtung der Isotopenvariation bei atomarer PV geführt haben, sind wir bereit, die wichtigsten wissenschaftlichen Ziele unseres Yb-Programms zu bewältigen:A. Um die spinabhängigen Beiträge zum PV-Effekt zu bestimmen und das nukleare Anapol-Moment des Yb-Kerns zu extrahieren. Dies wird durch Präzisionsmessungen des Unterschieds des PV-Effekts in der Hyperfein-Mannigfaltigkeit der spinnigen Kernisotope (171Yb, 173Yb) erreicht.B. Untersuchung der Variation der Neutronenhaut in einer Kette von Yb-Isotopen und Physik jenseits des Standardmodells. Diese Ziele werden durch Präzisionsmessungen des Verhältnisses von PV-Effekten in einer Kette von Yb-Isotopen erreicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen