Präzisionsspektroskopie in Multi-Ionen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Tanja E. Mehlstäubler
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 430272718

Ziel des Projekts ist, hochgenaue Präzisionsspektroskopie von stark-verbotenen, optischen Übergängen in Einzelionen sowie in Ensembles von Ionen, die in einer Radiofrequenz-Falle gefangen sind, zu ermöglichen. Im Rahmen dieses Projekts ist geplant, neuartige Spektroskopiemethoden für Coulomb-Kristalle, die eine radikale Unterdrückung von lichtinduzierten Frequenzverschiebungen durch den Uhrenlaser erlauben, zu entwickeln und experimentell zu testen. Im Rahmen dessen wird eine signifikante Unterdrückung der Frequenzverschiebung durch Schwarzkörperstrahlung für Multi-Ionen-Systeme und ihre Empfindlichkeit auf Fluktuationen der Umgebungstemperatur angestrebt. Es werden neuartige Kühlmethoden für gekoppelte Vielteilchensysteme entwickelt, um Dopplerverschiebungen aufgrund der thermischen Dynamik in Coulomb-Kristallen zu reduzieren. In Zusammenarbeit wird erstmals eine Hochpräzisionsspektroskopie von atomaren Frequenzen in einem lasergekühlten Coulomb-Kristall durchgeführt und gegen die Strontium-Uhr an der PTB charakterisiert. Die entwickelten Methoden für Präzisionsspektroskopie in lasergekühlten Ionen-Ketten sind von enormer Wichtigkeit für verbesserte Tests von fundamentaler Physik, wie Tests der lokalen Lorentz-Invarianz und Allgemeiner Relativität, sowie für die Suche nach neuer Physik, die über das Standardmodell hinausgeht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research, bis 3/2022
• Kooperationspartner: Professor Dr. Sergey N. Bagayev, bis 3/2022