AbstractsChemistry

Precisiemetingen van atomaire pariteitsviolatie (APV) vormen een stringente test van het Standaardmodel voor deeltjesfysica. De bepaling van de Weinberghoek (sin^2θ_W), bij lage energieën in het bijzonder, maakt het mogelijk om naar fysica buiten het Standaardmodel te zoeken. De precisie waarmee deze parameter kan worden verkregen hangt af van de nauwkeurigheid van de kennis van de atomaire golffuncties, die voor systemen met één valentie-elektron zoals Ba+ en Ra+-ionen nauwkeurig kunnen worden berekend. APV-effecten zijn het grootst in zware atomen, waardoor Ra^+ een zeer geschikt systeem vormt voor een dergelijke meting. In dit werk onderwerpen we verschillende in een val opgesloten Ra+-isotopen aan laserspectroscopie. De frequentie voor de 7s^2S_(1/2)-6d^2D_(3/2) overgang in de isotopen (212-214)Ra+ is daarmee tot op 19 MHz nauwkeurigheid gemeten. Een competetieve meting van APV met Ra+ vereist één enkel gelokaliseerd ion. Vanwege de radioactiviteit van alle Ra+ isotopen wordt het enkele-ionenexperimentaan het Van Swinderen Instituut ontwikkeld met het chemisch homologe Ba+ als voorloper voor Ra+. Hieraan zijn laserspectroscopie en metingen van levensduren van Ba+ verricht. De frequenties van de 6s^2S_(1/2)-6p^2P_(1/2), 5d^2D_(3/2)-6p^2P_(1/2) en 6s^2S_(1/2)-5d^2D_(3/2) overgangen zijn bepaald tot op 3 MHz nauwkeurig en vormen daarmee de tot op heden meest precieze metingen. De levensduur van de 5D_(5/2) toestand werd vastgesteld opτ_(5D_(5/2))=26.4(1.7)s, wat in goede overeenstemming is met theoretische voorspellingen en binnen twee standaardafwijkingen valt van eerder gedane metingen. De gemeten waardes kunnen worden gebruikt om de theoretische berekeningen aan Ba+-ionen te verbeteren. De resultaten die behaald zijn met Ba+ maken de weg vrij voor een APV-experiment met Ra+.; Precision measurements of Atomic Parity Violation (APV) provide a stringent test for the Standard Model (SM) of particle physics. The determination of the Weinberg angle (sin^2θ_W) at low energies enables in particular a search for physics beyond the SM. The precision to which this parameter can be obtained depends on the accuracy of the knowledge of the atomic wavefunctions which can be accurately calculated for systems with one valence electron such as Ba+ and Ra+ ions. APV effects are much larger in heavy atoms, therefore Ra^+ is a well suited system for such a measurement. In this work we exploit trapping and laser spectroscopy of different Ra+ isotopes. The frequency for the 7s^2S_(1/2)-6d^2D_(3/2) transition in the isotopes (212-214)Ra+ has been determined to better than 19MHz. A competitive APV measurement with Ra+ requires a single localized ion. Since all Ra+ isotopes are radioactive, a single ion experiment is developed at the Van Swinderen Institute in the chemical homologue Ba+ as a precursor to Ra+. Laser spectroscopy and lifetime measurements have been performed in a single Ba+ ion. The frequencies of the 6s^2S_(1/2)-6p^2P_(1/2), 5d^2D_(3/2)-6p^2P_(1/2) and 6s^2S_(1/2)-5d^2D_(3/2) transitions have been measured to 3MHz…