Schwere, hochgeladene Ionen bis hin zu „nacktem“ Uran (U92+) können am effizientesten bei hohen Energien erzeugt werden. Dabei wird ein Ionenstrahl mit typischerweise mehr als 50 % der Lichtgeschwindigkeit durch eine dünne Folie geschossen, wodurch (fast) alle Elektronen abgestreift werden. Nachdem die so erzeugten Ionen im Speicherring ESR gespeichert sind, können Experimente an ihnen bei den hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden. Für viele Präzisionsmessungen möchte man diese Ionen jedoch bei möglichst geringer Energie verwenden, idealerweise im Ruhezustand in einer Ionenfalle. Dafür wurde an der GSI die HITRAP-Anlage entwickelt. Sie soll es ermöglichen, solche schweren, hochgeladenen Ionen abzubremsen, in einer Penningfalle einzufangen, weiterzukühlen und schließlich an verschiedene Experimentieraufbauten weiterzuleiten.
Dazu wird an HITRAP in mehrfacher Hinsicht Neuland beschritten. Der Einfang hochgeladener Ionen nach der Produktion an einem Beschleuniger wurde zuvor noch nie demonstriert. Ebensowenig die Elektronenkühlung hochgeladener Ionen in einer Penningfalle.
Nachdem diese Meilensteine erreicht sind, soll anschließend Laserspektroskopie in der ARTEMIS-Penningfalle betrieben werden. Die ersten Kandidaten dafür sind das wasserstoffartige und das lithiumartige Wismut 209Bi80+,82+.
Neben der Präzisionsspektroskopie bieten die hochgeladene langsamen Ionen auch spannende Möglichkeiten für Experimente der Material- und Oberflächenphysik.