New Journal of Physics (Jan 2018)
Wavelength-dispersive spectroscopy in the hard x-ray regime of a heavy highly-charged ion: the 1s Lamb shift in hydrogen-like gold
- T Gassner,
- M Trassinelli,
- R Heß,
- U Spillmann,
- D Banaś,
- K-H Blumenhagen,
- F Bosch,
- C Brandau,
- W Chen,
- Chr Dimopoulou,
- E Förster,
- R E Grisenti,
- A Gumberidze,
- S Hagmann,
- P-M Hillenbrand,
- P Indelicato,
- P Jagodzinski,
- T Kämpfer,
- Chr Kozhuharov,
- M Lestinsky,
- D Liesen,
- Yu A Litvinov,
- R Loetzsch,
- B Manil,
- R Märtin,
- F Nolden,
- N Petridis,
- M S Sanjari,
- K S Schulze,
- M Schwemlein,
- A Simionovici,
- M Steck,
- Th Stöhlker,
- C I Szabo,
- S Trotsenko,
- I Uschmann,
- G Weber,
- O Wehrhan,
- N Winckler,
- D F A Winters,
- N Winters,
- E Ziegler,
- H F Beyer
Affiliations
- T Gassner
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- M Trassinelli
- ORCiD
- Institut des NanoSciences de Paris, CNRS, Sorbonne Université , F-75005 Paris, France
- R Heß
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- U Spillmann
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- D Banaś
- Institute of Physics, Jan Kochanowski University , 25406 Kielce, Poland
- K-H Blumenhagen
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- F Bosch
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- C Brandau
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; Physikalisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen , D-35392 Gießen, Germany
- W Chen
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- Chr Dimopoulou
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- E Förster
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität , D-07737 Jena, Germany
- R E Grisenti
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; Institut für Kernphysik, Goethe-Universität , D-60438 Frankfurt am Main, Germany
- A Gumberidze
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; ExtreMe Matter Institute EMMI and Research Division, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- S Hagmann
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; Institut für Kernphysik, Goethe-Universität , D-60438 Frankfurt am Main, Germany
- P-M Hillenbrand
- ORCiD
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- P Indelicato
- Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, ENS-PSL Research University , Collège de France, CNRS, F-75005 Paris, France
- P Jagodzinski
- Department of Mathematics and Physics, Kielce University of Technology , 25-314 Kielce, Poland
- T Kämpfer
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- Chr Kozhuharov
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- M Lestinsky
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- D Liesen
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; Fakultät für Physik und Astronomie, Ruprecht-Karls-Universität , D-69117 Heidelberg, Germany
- Yu A Litvinov
- ORCiD
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- R Loetzsch
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität , D-07737 Jena, Germany
- B Manil
- Laboratoire de Physique des Lasers, CNRS, Université Paris 13 , F-93430 Villetaneuse, France
- R Märtin
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- F Nolden
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- N Petridis
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; Institut für Kernphysik, Goethe-Universität , D-60438 Frankfurt am Main, Germany
- M S Sanjari
- ORCiD
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- K S Schulze
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität , D-07737 Jena, Germany
- M Schwemlein
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- A Simionovici
- Institut des Sciences de la Terre, UGA, CNRS, CS 40700, F-38058 Grenoble, France
- M Steck
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- Th Stöhlker
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany; Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität , D-07737 Jena, Germany
- C I Szabo
- Laboratoire Kastler Brossel, Sorbonne Université, ENS-PSL Research University , Collège de France, CNRS, F-75005 Paris, France; Theiss Research, 7411 Eads Ave, La Jolla, CA 92037, United States of America
- S Trotsenko
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- I Uschmann
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany; Institut für Optik und Quantenelektronik, Friedrich-Schiller-Universität , D-07737 Jena, Germany
- G Weber
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- O Wehrhan
- Helmholtz-Institut Jena, D-07743 Jena, Germany
- N Winckler
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- D F A Winters
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- N Winters
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- E Ziegler
- European Synchrotron Radiation Facility, F-38043 Grenoble, France
- H F Beyer
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, D-64291 Darmstadt, Germany
- DOI
- https://doi.org/10.1088/1367-2630/aad01d
- Journal volume & issue
-
Vol. 20,
no. 7
p. 073033
Abstract
Accurate spectroscopy of highly-charged high- Z ions in a storage ring is demonstrated to be feasible by the use of specially adapted crystal optics. The method has been applied for the measurement of the 1 s Lamb shift in hydrogen-like gold (Au ^+78 ) in a storage ring through spectroscopy of the Lyman x-rays. This measurement represents the first result obtained for a high- Z element using high-resolution wavelength-dispersive spectroscopy in the hard x-ray regime, paving the way for sensitivity to higher-order QED effects.
Keywords
- quantum electrodynamics test
- strong Coulomb field
- energy-dispersive x-ray spectroscopy
- storage rings
