aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

optical field. We apply this result to the discussion of systematic effects
arsing from the wave front curvature and Gouy phase shift of fundamental
Gaussian beams.
Q 33.2 Do 14:00 Schellingstr. 3
Performance and comparison of optically-pumped cesium magnetometers
with fT sensitivity — •Stephan Gröger 1 , Anatoly
S. Pazgalev 2 , and Antoine Weis 1 — 1 Université de Fribourg, Physics
Department, Chemin de Musée 3, 1700 Fribourg, Switzerland — 2 Ioffe
Physical Technical Institute, Russ. Acad. Sc., St. Petersburg, 194021,
Russia
A neutron edm experiment is being set up at the new UCN source
(SUNS) under construction at Paul-Scherrer-Institute (Switzerland). The
control of the 2µT magnetic field applied to the neutrons is of crucial
importance for the control of systematic effects. For this task optically
pumped cesium magnetometers (OPM) are foreseen for measuring and
stabilizing the magnetic field. In this context we have developed laserpumped
magnetometers with 7cm diameter Cs vapor bulbs as sensors,
operated in the Mx-configuration by phase-locking the frequency of an oscillating
magnetic field (7kHz) to the Cs Larmor frequency. The intrinsic
sensitivity is 14fT/ √ Hz.
Compared to a broadband pumping source such as a discharge-lamp
the use of a laser allows a specific choice of the pumped hyperfine transition
providing a higher pumping efficiency, which yields a higher sensitivity
as a lamp-pumped magnetometer. On the other hand a lamp is less
affected by light-shift effects. A comparison of the performance of stateof-the-art
lamp-pumped and laser-pumped OPMs including the study of
different operation modes will be presented.
Q 33.3 Do 14:00 Schellingstr. 3
Theoretische Aspekte und systematische Effekte bei der Auswertung
der 1S-2S Absolutfrequenzmessung in Wasserstoff —
•Martin Haas 1 , Ulrich D. Jentschura 1 , Christoph H. Keitel 1 ,
Marc Fischer 2 , Nikolai Kolachevsky 2 , Marcus Zimmermann 2 ,
Ronald Holzwarth 2 , Thomas Udem 2 und Theodor W. Hänsch 2
— 1 Theoretische Quantendynamik, Fakultät für Mathematik und Physik,
Universität Freiburg, Hermann-Herder-Str. 3, 79104 Freiburg im
Breisgau — 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-
Straße 1, 85748 Garching
Die Bestimmung der Absolutfrequenz des 1S-2S Übergangs in Wasserstoff
mit einer relativen Genauigkeit von 10 −14 bis 10 −15 [1] erfordert
sowohl vom experimentellen Aufbau wie auch auf theoretischer Seite bei
der Betrachtung systematischer Effekte und der Statistik größte Sorgfalt.
Wir behandeln die wichtigsten systematischen Effekte: dynamische
Stark-Verschiebung, Doppler-Verschiebung zweiter Ordnung, sowie verbreiternde
Einflüsse wie Ionisations- und Durchflugsverbreiterung im
Atomstrahl. Vorgestellt werden ebenso die Bestimmung der Linienmitte
aus den zeitaufgelöst aufgenommenen Daten mit Hilfe eines detaillierten
Linienformmodells und damit verbundene Fragen der Statistik.
[1] M. Niering, et al., Phys. Rev. Lett. 84, 5496 (2000), M. Fischer, et
al., eingereicht (2003).
Q 33.4 Do 14:00 Schellingstr. 3
Zeitvergleiche zwischen Fontänenuhren — •Robert Wynands,
Stefan Weyers und Andreas Bauch — Physikalisch-Technische
Bundesanstalt, 38116 Braunschweig
Die derzeit weltbesten Uhren — so genannte Fontänenuhren —
ermöglichen relative Unsicherheiten und Ungenauigkeiten der Frequenzbestimmung
im Bereich von nur 10 −15 . An der PTB betreiben wir eine
Fontänenuhr, bei der Cäsiumatome aus einem thermischen Dampf per
Laser gekühlt und eingefangen werden, um dann im freien Fall etwa eine
Sekunde lange Beobachtungszeiten für die Spektroskopie auf dem 9GHz-
Mikrowellenübergang zu bieten. Um solch eine Uhr zu charakterisieren
und zu testen, bedarf es einer vergleichbar guten Uhr als Referenz. Auch
deshalb bauen wir gerade eine zweite Fontänenuhr auf, die voraussichtlich
2004 erstmals ” ticken“ wird. Wichtig ist ebenfalls der Zeitvergleich
per Satellit zwischen unserer Uhr und ähnlichen in anderen Laboratorien
weltweit, um mögliche Fehlerquellen aufzudecken. Zur Zeit ist noch ungeklärt,
ob kleine Unterschiede zwischen den Fontänenuhren der metrologischen
Staatsinstitute in den USA, Italien, Frankreich, Großbritannien
und an der PTB auf die Uhren selbst oder auf die Zeitvergleichstechniken
zurückzuführen sind.
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Q 33.5 Do 14:00 Schellingstr. 3
Neue Frequenzmessungen höchststabiler optischer Oszillatoren
— •Harald Schnatz, Carsten Degenhardt, Burghard Lipphardt,
Ekkehard Peik, Uwe Sterr und Christian Tamm —
Physikalisch Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
Moderne optische Frequenznormale basierend auf kalten Atomen, Ionen
oder Molekülen zeigen hervorragende Frequenzstabilität und extrem
kleine Unsicherheiten. Eine neue Schlüsseltechnologie für die Messung
optischer Frequenzen sind Frequenzkammgeneratoren, die es erlauben,
eine optische Frequenz von einigen 100 THz ohne Genauigkeitsverlust
auf leicht zu messende Radiofrequenzen ( typ. 10- 100 MHz ) abzubilden.
Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für die zukünftige Realisierung
optischer Uhren geschaffen. Darüber hinaus können fundamentale
Fragestellungen, wie z.B. die zeitliche Konstanz der Naturkonstanten α,
direkt durch den Vergleich der zeitlichen Änderung der Frequenz verschiedener
Frequenznormale untersucht werden.
Mit einem neuen Frequenzmessplatz in der PTB können die Frequenzen
verschiedener optischer Frequenznormale gleichzeitig mit hoher Genauigkeit
gemessen werden. Es werden die Ergebnisse der Frequenzmessungen
für das Ca- Frequenznormal mit ultrakalten Atomen, das Yb + -
Einzelionen- Normal, sowie für die iodstabili- sierten Nd:YAG- und HeNe-
Laser präsentiert und zukünftige Anwendungen diskutiert.
Q 33.6 Do 14:00 Schellingstr. 3
Long-distance transmission of optical frequencies using a commercial
optical fibre network — •Gesine Grosche 1 , Michael
Eggert 1 , David Humphreys 2 , Colin Campbell 2 , Jan Petersen 3 ,
Jes Henningsen 3 , and Bjarne Skipper 4 — 1 Physikalische-Technische
Bundesanstalt, Bundesallee 100, D-38116 Braunschweig — 2 National
Physical Laboratory, Teddington, Middlesex, TW11 0LW, UK — 3 Danish
Institute of Fundamental Metrology, DK 2800 Lyngby, DK — 4 NSCB,
TDC Solutions, Teglholmsgade 1, DK0900 Copenhagen C, DK
We report experiments transmitting stable optical frequencies, or wavelength
references, over 534 km using a commercial optical fibre network
carrying live traffic. Wavelength references for optical telecommunications
near 1550 nm were transmitted over a fibre link, which is part of
a 16-channel dense-wavelength-division-multiplexing network with 200
GHz channel spacing. Optical frequency information was transmitted
over 534 km with optical amplification, on a channel positioned between
two data-transmitting channels.
For passive references, such as a fiber Bragg grating, we observed additional
noise due to amplified spontaneous emission of the cascaded
network amplifiers. For active references, such as a stabilized fibre laser,
we monitored the wavelength and performed self-heterodyne beat measurements
to detect frequency shifts and fluctuations. No frequency shifts
or fluctuations exceeding the instability of the reference source (1 MHz)
were detected.
Q 33.7 Do 14:00 Schellingstr. 3
The seismic isolation chain of the Hannover thermal noise experiment
— •Luciano Ribichini, Volker Leonhardt, Harald
Lück, and Karsten Danzmann — Max-Planck-Institute for Gravitational
Physics (Albert-Einstein-Institute) and University of Hannover,
Callinstr. 38 D 30167 Hannover
The Hannover thermal noise experiment is designed to measure the
off-resonant thermal noise in a macroscopic pendulum system. Due to
the seismic noise, this pendulum has to be suspended as the last stage of
a multiple stage pendulum chain.
During our work it turned out that the seismic noise is much bigger
than expected. Consequently we developed new numerical methods in
order to model the pendulum chain. This task is not a trivial one, since
the algorithms are known to be unstable.
Some results obtained with these computer simulations and new hypotheses
about the effect of the seismic noise will be presented.
Q 33.8 Do 14:00 Schellingstr. 3
Hochpräzise Laserstabilisierung für die wissenschaftliche
Weltraummission LISA — •Sascha Skorupka 1 , Michael
Tröbs 2 , Gerhard Heinzel 1 und Karsten Danzmann 1 — 1 Max-
Planck-Institut für Gravitationsphysik, Callinstr. 38, D-30167 Hannover
— 2 Laserzentrum Hannover, Hollerithallee 8, D-30419 Hannover
Die wissenschaftliche Weltraummission LISA (Laser Interferometer
Space Antenna) soll eine Messempfindlichkeit von ∆L/L < 10 −23 er-