Radium ion spectroscopy towards atomic parity violation in a single trapped ion

Promotie: dhr. G.S. Giri, 16.15 uur, Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Radium ion spectroscopy towards atomic parity violation in a single trapped ion

Promotor(s): prof.dr. K. Jungmann

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Atomaire pariteitschending in één enkel radium-ion

Gouri Shankar Giri ontwikkelde een experimentele opstelling waarmee atomaire pariteitschending zeer nauwkeurig kan worden gemeten in één enkel gevangen radium ion.

De Weinberghoek van het Standaard Model van de deeltjesfysica kan zo worden vastgesteld bij de laagste mogelijke impulsoverdracht. Een serie van kortlevende isotopen^{209 -214}Ra met kernspin 0, 1/2 en 5/2 werd geproduceerd in fusie-evaporatiereacties bij invers-kinematische condities. Deze isotopen werden gestopt en gethermaliseerd tot enkel geladen ionen in een ‘Thermal Ionizer’, massa-gescheiden in een Wienfilter, en uiteindelijk gekoeld en gevangen in een gasgevulde radiofrequente quadrupoolval.

Spectroscopische informatie zoals de hyperfijnstructuur, isotoopverschuivingen en de levensduur van een belangrijke metastabiele toestand, die werd verkregen door middel van optische precisiemetingen, leverde experimentele gegevens op die noodzakelijk zijn om de precisie van atoomstructuurberekeningen te verbeteren tot een nauwkeurigheid van minder dan één procent. Deze nauwkeurigheid is onontbeerlijk bij het bepalen van de Weinberghoek. De hyperfijnstructuur van de metastabiele 6d ²D_3/2toestand en de isotoopverschuiving van de 6d ²D_3/2- 7p ²P_1/2en 6d ²D_3/2- 7p ²P_3/2overgangen werden gemeten. Een experimentele ondergrens voor de levensduur van de metastabiele 6d ²D_5/2niveau werd vastgesteld op 232(4) ms. Er wordt gewerkt aan de volgende stap in de richting van de precisiemeting van atomaire pariteitschending: laserkoeling van enkele gevangen radiumionen.

Gouri Shankar Giri (India, 1981) studeerde natuurkunde aan de Michican Technological University. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Kernfysische versneller Instituut (KVI) van de RUG en gefinancierd door FOM.