Laserspektrosopie ist ein universelles Werzeug für die Bestimmung fundamentaler Eigenschaften der Elektronenstruktur in der Atomhülle aber auch von Eigenschaften des Atomkerns speziell die Laserspektroskopie an den schwersten Elementen ist durch ihre hohe Kernladungszahl von großem Interesse und zusätzlich durch die geringe Verfügbarkeit extrem herausfordernd. Da die Elektronenhülle stark durch Elektron-Elektron-Korrelationen sowie QED- und relativistische Effekte beeinflusst wird, beeinflusst die hohe Ladung und die Vielzahl der Elektronen in den schweren Elementen die Elektronenkonfigurationen und somit auch ihre chemischen Eigenschaften. Die Erzeugung von Elementen schwerer als Fermium (Z > 100) ist lediglich in geringsten Mengen durch Schwerionen-Fusions-Reaktionen möglich und stellt daher eine große Herausforderung für laserspektroskopische Verfahren dar. Erst kürzlich wurde die RADRIS (von engl. RAdiation Detected Resonance Ionization Spectroscopy) Methode erfolgreich verwendet, um die Elektronenstruktur des Elements Nobelium (No, Z = 102) zu untersuchen, bei der unter anderem der 1S0->1P1 Grundzustandsübergang identifiziert werden konnte.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde diese Technik auf weitere Nobelium-Isotope ausgeweitet, die über die Fusions Reaktion eines 48Ca-Strahls mit einer Bleifolie (206-208Pb) an der GSI Darmstadt erzeugt wurden. Nach ihrer Separation vom Primärstrahl durch das Geschwindigkeitsfilter SHIP (Separator for Heavy Ion reaction Products) werden die Ionen in 95 mbar hochreinem Argongas gestoppt und auf einem Tantal-Filament gesammelt und dadurch neutralisiert. Nach einer geeigneten Akkumulationszeit, die der Halbwertszeit des jeweiligen Isotops angepasst ist, wird der Primärstrahl geblockt, um hintergrundfreie Messungen zu ermöglichen. Während dieser Zeit werden die neutralisierten Nobelium-Atome über ein Aufheizen des Filaments abgedampft, anschließend durch zwei Laserpulse ionisiert und über ihren charakteristischen Alpha-Zerfall nachgewiesen. Mit dieser Methode wurd ein Grundzustandsübergang in den Isotopen 252-254No detailiert vermessen und die Hyperfeinstruktur von 253No bestimmt. Die experimentellen Befunde in Kombination mit modernsten atomaren Berechnungen ermöglichen den Zugang zu Kerneigenschaften und geben somit Aufschluss über die Entwicklung der Deformation der Nobelium-Isotope in der Region des deformierten Schalenabschlusses bei N = 152, dem magnetischen Moment µ und dem spektroskopischen Quadrupolmoment Qs von 253No.

Zusätzlich konnten verschiedene hochliegende Rydberg-Zustände in 254No vermessen werden, die von zwei verschiedenen angeregten Zuständen angeregt werden. Über die Konvergenz dieser Zustände konnte das Ionisationspotantial von 254No bestimmt werden.