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Lutz Spielberger

• Die hier vorliegende Arbeit stellt die experimentelle Bestimmung des Verhältnisses R der totalen Wirkungsquerschnitte von Doppel- zu Einfachionisation von Helium vor. Die Ionisation wurde durch Photonen der Energie von etwa 8 keV und 58 keV induziert. In diesem Energiebereich ist die Ionisation sowohl durch die Absorption eines Photons wie auch durch die Compton-Streuung möglich. Die genutzten Photonenenergien erlaubten, den asymptotischen Hochenergiebereich beider Prozesse zu untersuchen. Mit Hilfe der verwandten Methode der Rückstoßionen-Impulsspektroskopie (hier in der neuesten Generation COLTRIMS, nach COLd Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) konnten Photoabsorption und Compton-Streuung erstmals experimentell voneinander getrennt werden. Sie ermöglichte ebenfalls eine gegenüber anderen Meßmethoden deutlich gesteigerte Genauigkeit der Werte R. Die Kinematik der auslaufenden Teilchen unterscheidet sich in beiden Prozessen: In der Absorption überträgt das Photon seine volle Energie auf die Targetelektronen. Deren Impuls im auslaufenden Kanal ist groß gegenüber dem des einlaufenden Photons und muß vom Ion kompensiert werden. Dagegen findet die Streuung des Photons am Elektron statt, das Ion nimmt dabei die Rolle eines Zuschauers ein. Es besitzt im auslaufenden Kanal nur einen geringen Impuls. Die so wohlseparierten Strukturen in der Rückstoßionen-Impulsverteilung erlauben die Trennung beider Prozesse durch COLTRIMS. Das Resultat zur Photoabsorption im Hochenergielimit von Rph = (1.72 ± 0.12) % konnte erstmalig die theoretischen Vorhersagen dieses Wertes verifizieren. Der Wert von Rc = (1.22 ± 0.06) % bei etwa 8.8 keV bestätigt die Rechnung von Andersson und Burgdörfer (Phys. Rev. A50, R2810 (1994)). Das Ergebnis von Rc = (0.84 +0.08-0.11) % bei 58 keV stimmt mit dem für die Compton-Streuung vorhergesagten asymptotischen Grenzwert überein.