Messungen der Paritätsverletzung im atomaren Ytterbium
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Tischexperimente in der Atomphysik eröffnen ein einzigartiges Fenster in die Physik von Elementarteilchen und Kernen, das eine Ergänzung zu Collider-basierten Experimenten darstellt. In diesem Projekt untersuchten wir die Physik, die über das Standardmodell hinausgeht, beispielsweise das Vorhandensein der hypothetischen Z'-Bosonen, indem wir subtile spektroskopische Effekte in einer Kette stabiler Isotope von Ytterbium, d. h. Atomen mit 70 Protonen und einer variablen Anzahl, nutzten von Neutronen. Bei den beiden untersuchten Arten von Effekten handelte es sich um die durch schwache Wechselwirkungen induzierte Vermischung von Niveaus entgegengesetzter Parität und Nichtlinearitäten in den sogenannten King-Plots, die einen Vergleich präziser Isotopenverschiebungsmessungen für verschiedene Atomübergänge darstellen. Zu den methodischen Entwicklungen gehören die Entwicklung einer neuartigen Technik für präzise Isotopenverschiebungsmessungen bei Zwei-Photonen-Übergängen und eine deutliche Steigerung der statistischen Empfindlichkeit bei der Messung von Atomparitätsverletzungen (APV) durch eine verbesserte Photonensammeleffizienz und den Einsatz großflächiger Fotodioden sowie Laserkühlung an einem Interkombinationsübergang. Besonderes Augenmerk wurde auch auf das Verständnis der Systematik gelegt. Die Ergebnisse des Projekts wurden in einem Artikel im Physical Review Letters vorgestellt. Darüber hinaus wurde auch bei verschiedenen nationalen und internationalen Treffen berichtet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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New Horizons: Scalar and Vector Ultralight Dark Matter (Snowmass White Paper, 2022)
D. Antypas et al.
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Precision Determination of Isotope Shifts in Ytterbium and Implications for New Physics. Physical Review Letters, 128(7).
Figueroa, N. L.; Berengut, J. C.; Dzuba, V. A.; Flambaum, V. V.; Budker, D. & Antypas, D.
