Helmholtz-Preis für den genauesten Test der QED
Der bedeutendste Preis der Metrologie geht an Sven Sturm, Anke Wagner und Klaus Blaum vom MPI für Kernphysik in Heidelberg und der Universität Mainz.
Wie magnetisch ist ein Atom, dem man fast alle seine Elektronen weggenommen hat? Für die Untersuchung dieser Frage, die tiefe Einblicke in die Struktur des Universums erlaubt, erhalten Sven Sturm, Anke Wagner und Klaus Blaum den diesjährigen Helmholtz-Preis für Präzisionsmessung. Der Preis wird am 27. März im Rahmen der Feierlichkeiten zum 125-jährigen Jubiläum der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig übergeben.
Abb.: Die Helmholtz-Preisträger Anke Wagner, Sven Sturm und Klaus Blaum (Bild: privat)
Die Forscher vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz untersuchen wasserstoffähnliche Ionen. Sie haben hochpräzise den g-Faktor vermessen und mit den Vorhersagen der Quantenelektrodynamik verglichen. Durch den hohen Ladungszustand des Kerns und das damit verbundene extrem große elektrische Feld in dessen unmittelbarer Nähe müssen bei der Berechnung Beiträge berücksichtigt werden, die unter anderen experimentellen Bedingungen nicht relevant wären. Der Vergleich von Messung und Berechnung ist ein Test der Theorie der elektromagnetischen Wechselwirkung auf bisher nicht dagewesenem Niveau – und die QED hat bestanden. Das Verständnis der fundamentalen Kräfte im Universum haben die Preisträger so weiter verbessert.
Um diese Messungen durchzuführen, mussten die Forscher erhebliche technische Probleme überwinden und neue Messinstrumente entwickeln. Kernstück ihres Aufbaus ist eine Kombination aus drei Ionenfallen, abgekühlt bis fast am absoluten Nullpunkt und aufgebaut in außerordentlich gutem Vakuum. Mit Hilfe eines neu entwickelten Verfahrens ließ sich die Wechselwirkungsenergie des Ions mit dem Magnetfeld zu bestimmen. Aus dieser Größe lässt sich schließlich der gesuchte g-Faktor bestimmen.
Der Helmholtz-Preis wird vom Helmholtz-Fonds e. V. alle zwei bis drei Jahre für herausragende Präzisionsmessungen in Physik, Chemie oder Medizin vergeben. Er ist in diesem Jahr mit 20 000 € dotiert und wird am 27. März 2012 im Anschluss an das Helmholtz-Symposium zum Thema „Metrology, the Universe and Everything“ in der Stadthalle Braunschweig vergeben. Das Symposium ist Teil der Festveranstaltungen zum 125-jährigen Bestehen der PTB.
PTB / OD
