Zustandsselektive Untersuchung der Elektroneneinfangprozesse in hochgeladene Uranionen durch Nachweis der charakteristischen Projektilstrahlung

Die intensiven gekühlten Schwerionenstrahlen des ESR-Speicherrings in Kombination mit dem dort installierten Überschallgastarget bieten einzigartige Möglichkeiten, Elektroneneinfangprozesse bei unterschiedlichen Projekti
Die intensiven gekühlten Schwerionenstrahlen des ESR-Speicherrings in Kombination mit dem dort installierten Überschallgastarget bieten einzigartige Möglichkeiten, Elektroneneinfangprozesse bei unterschiedlichen Projektilenergien zu untersuchen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Emission der charakteristischen Balmerstrahlung detailliert nach (n, j)-Zuständen untersucht; die Lyman-alpha-Strahlung konnte aufgrund der großen Feinstrukturaufspaltung des 2p3/2-Niveaus darüber hinaus auch nach der Besetzung der magnetischen Unterzustände untersucht werden. Hierbei wurde gezeigt, dass der Einfangmechanismus einen starken Einfluss auf die Besetzung der magnetischen Unterzustände und damit auf die Winkelabhängigkeit der Emission der charakteristischen Photonen hat. Erstmals konnte an einem schweren Stoßsystem die Multipolmischung beim Ly-alpha1-Übergang mit großer Genauigkeit nachgewiesen werden; es ergab sich eine sehr gute Übereinstimmung mit der theoretischen Vorhersage. Aus dem Vergleich der Messung der Anisotropie bei höheren Energien mit der Vorhersage einer relativistisch exakten Theorie wurde geschlossen, dass die Messwerte nur dann erklärt werden können, wenn die Mischung von E1- und M2-Übergängen berücksichtigt wird. Durch den Vergleich der als zuverlässig anzusehenden Vorhersage für den REC-Prozeß mit den Messwerten konnte, erstmals für atomare Übergänge in Schwerionen, die Beeinflussung der messbaren Anisotropie durch Mischung der Strahlung unterschiedlicher Multipolaritäten aufgedeckt werden. Hiermit war es möglich, das Übergangsratenverhältnis Gamma M2 / Gamma E1 und daraus das Übergangsamplitudenverhältnis <M2>/<E1> zu extrahieren. Dieser kleine Beitrag(<1%) ist mit anderen Methoden nicht zu vermessen. Die beiden nichtrelativistischen Theorien, den nichtradiativen Einfang in das Projektil beschreiben, liefern bei den totalen Einfangswirkungsquerschnitten nahezu gleiche Ergebnisse in Übereinstimmung mit dem Experiment. Auch die (n, j)-differentiellen Querschnitte zeigen bei dem Vergleich mit den gemessenen Balmerspektren eine sehr gute Übereinstimmung. Erst wenn die magnetischen Unterzustände in die Untersuchung miteinbezogen werden, weichen die beiden Theorien voneinander ab. Unter Einbeziehung der Multipolmischung stimmt die Vorhersage der CDW-Theorie mit den Messwerten überein; die andere Theorie unterschätzt das Alignment des 2p3/2-Zustands und die daraus folgende Anisotropie der Lyman-alpha1-Strahlung. Es muss hervorgehoben werden, dass es durch die Anwendung der Abbremstechnik für nacktes Uran gelungen ist, diese Prozesse in einem Bereich extrem starker Störung (Q/v) zu untersuchen. Dieser Bereich ist im Allgemeinen experimentell nicht zugänglich und ist eine Herausforderung für die theoretische Beschreibung. Wie sich aus den Ausführungen zu den Zerfallskaskaden ergibt, ist die Messung des Alignments bei niedrigen Stoßenergien stark von Kaskadeneffekten beeinflusst. Das bedeutet, dass das Alignment der Lyman-alpha1-Strahlung sowohl durch den direkten Einfang als auch durch die Zerfallskaskade bestimmt ist. Dieses resultiert in einer von der jeweiligen Theorie abhängigen Vorhersage, wodurch sich eine integrale Aussage über die Güte einer bestimmten Beschreibung ableiten lässt.
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Metadaten
Author:Andreas Orsic Muthig
URN:urn:nbn:de:hebis:30-0000005804
Referee:Thomas Stöhlker
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2005/03/16
Year of first Publication:2004
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2004/11/25
Release Date:2005/03/16
HeBIS PPN:127324046
Institutes:Physik
Dewey Decimal Classification:530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

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