26–30 Sept 2022
HIM-Bau 1395
Europe/Berlin timezone

Hyperfine-spectroscopy measurement of metastable hydrogen atoms with a Sona-transition unit

26 Sept 2022, 14:00
20m
HIM-Bau 1395

HIM-Bau 1395

Helmholtz Institute Mainz Staudingerweg 18 55128 Mainz

Speaker

Mr Nicolas Faatz (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany,III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Aachen, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH)

Description

In the last 60 years Sona-transition units are used to invert occupation numbers of pure states through a fast-changing magnetic field through a zero crossing point. The inversion of the magnetic quantisation axis is then changing fast enough such that the Lamor precession cannot follow. In addition, we observed that spectroscopy measurements of the hyperfine splitting are possible. In our setup hydrogen atoms move with a constant velocity through the Sona unit. Therefore, the Sona unit provides the region where the beam passes a static but gradient depending magnetic field. The field has a shape of a sine-function in z- and a cosine-function in radial direction. Due to the oscillating field in the Sona region the hydrogen atom experiences a time-varying electromagnetic field which leads to transitions of the hyperfine states in the Breit-Rabi diagram. The beam velocity is directly proportional to the “photon” energy necessary to achieve a successful transition. Finally, the big advantage is that low beam energies (0.5 keV) are already enough to see transitions at E ~ 5 neV and its odd multiples, which gives the possibility to have a precession well enough to even observe the QED-corrections.

Category Polarization Applications for Fundamental Symmetry Tests

Primary author

Mr Nicolas Faatz (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany,III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Aachen, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH)

Co-authors

Prof. Andreas Lehrach (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Aachen, Germany, Jara-Fame, Forschungszentrum Jülich and RWTH Aachen University, Aachen, Germany ) Prof. Christoph Hanhart (Institute for Advanced Simulations, Institut für Kernphysik and Jülich Center for Hadron Physics) Mr Chrysovalantis Kannis (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Aachen, Germany) Dr Helmut Soltner (Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany) Mr Hendrik Smitmanns (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Aachen, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH) Mr Jonas Salman (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Aachen, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH) Mr Lukas Kunkel (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Fachbereich 10 Energietechnik, FH Aachen, Campus Jülich, Germany) Prof. Markus Büscher (Institut für Laser-und Plasmaphyik, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany, Peter-Grünberg Institut, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany) Mr Moritz Westphal (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Fachbereich 10 Energietechnik, FH Aachen, Campus Jülich, Germany) Mr Philipp Snicke (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Fachbereich Physikalische Technik, FH Münster, Münster, Germany) Dr Ralf Engels (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany) Mr Sahil Aswani (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Fachbereich 10 Energietechnik, FH Aachen, Campus Jülich, Germany) Dr Thomas Sefzick (Institut für Kernphysik, Forschungszentrum Jülich, Jülich, Germany)

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