Bound electron g-factor measurement by double-resonance spectroscopy on a fine-structure transition.

Precise determination of bound-electron g-factors in highly charged ions provides stringent tests for state of the art theoretical calculations. The scope reaches from relativistic electron-correlation effects on the one hand to bound-state QED terms on the other. Besides, the investigation can contribute to the determination of the fine-structure constant α. In a first approach with boron-like ions of spinless nuclei (e.g., 40Ar13+ and 40Ca15+), we will excite the 22P1/2 - 22P3/2 fine-structure transition with laser radiation and probe microwave transitions between Zeeman sublevels. From this laser-microwave double-resonance technique the g-factor can be determined on a ppb level of accuracy. We have prepared a cryogenic trap assembly with a creation trap and a spectroscopy trap - a half-open compensated cylindrical Penning trap. Argon gas will be injected through a remotely controlled valve, working at cryogenic temperature and in the field of a superconducting magnet. Ions are produced by electron impact ionization and transferred to the spectroscopy trap. In the future, the trap will be connected to the HITRAP facility at GSI, and the method will be applied to hyperfine-structure transitions of hydrogen-like heavy ions to measure electronic and nuclear magnetic moments. We present important techniques employed in the experiment. La mesure précise du facteur de Landé d'un électron lié offre la possibilité de tester de façon rigoureuse les dernières avancées théoriques. Ces dernières peuvent s'étendre des effets relativistes dans les corrélations électroniques, aux termes d'EDQ d'état lié. Par ailleurs, de tels investigations peuvent contribuer à la détermination de la constante de structure fine, α. Dans une première partie, nous décrirons l'excitation de la transition de structure fine 22P1/2 - 22P3/2 d'ions boreoides sans spin nucléaire (e.g., argon 40Ar13+ et calcium 40Ca15+) par radiation laser, puis nous présenterons la mesure des transitions micro-ondes entre les sous-niveaux Zeeman. Grâce à cette technique de résonance double par laser et micro-ondes, le facteur de Landé peut être déterminé à un niveau de précision ppb. Nous avons préparé un montage de piège cryogénique comprenant un piège-création et un piège spectroscopique. Le gaz d'argon est injecté par l'intermédiaire d'une valve contrôlable à distance portée à des températures cryogéniques et dans le champs d'un aimant supraconducteur. Les ions sont produits par ionisation due à l'impact des électrons et transférés au piège spectroscopique. Dans le futur, le piège sera connecté au montage HITRAP, du laboratoire GSI-Darmstadt, et la méthode sera appliquée aux transitions hyperfines d'ions lourds hydrogenoides afin de mesurer les moments magnétiques électroniques et nucléaires. Nous présentons dans la suite des techniques importantes de l'expérience. [ABSTRACT FROM AUTHOR]