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Ralf Nörenberg

• In der vorliegenden Arbeit wurde ein COLTRIMS-Experiment, zur Untersuchung eines angeregten, spinpolarisierten Gastargets in starken Laserfeldern, aufgebaut. Das zu untersuchende kalte Gastarget wird durch eine Überschallexpansion in der Quellkammer erzeugt. Zusätzlich wird in der dafür vorhergesehenen Düse über eine Gleichstromentladung in einer MSE ein Plasma im Gas gezündet. Dieses Plasma regt einen Teil der Gasatome in den gewünschten spinpolarisierten Zustand an. Für den Aufbau der Düse wurde auf das bereits bewährte Prinzip von [Jah02] zurückgegriffen und dieses im Detail verbessert. Die Stromzufuhr für die Hochdruckseite der MSE (s. Kap. 3.3.2) verläuft jetzt entlang der Gaszuleitung während die Niederdruckseite der MSE über das Düsengehäuse geerdet ist. Durch diese Vorgehensweise wird ein ungewolltes Brennen des Plasmas außerhalb der Düse unterbunden. Zudem ist die MSE nun von außen mit dem Düsendeckel verschraubt und lässt sich so leichter austauschen. Für eine längere Brenndauer (10-15 h) des Plasmas werden die stabileren Kupfer- oder Wolfram-MSEs verwendet. Die Separation der (", ")-Zustände erfolgt durch einen eigens für dieses Experiment angefertigten Hexapolpermanentmagneten [Jah02]. Der Strahl wird zwecks einer maximalen Ablenkung des gewünschten spinpolarisierten Anteils nahe eines Pols eingeschossen. Die Kenntnis über die Strahlqualität nach der Expansion sowie die zusätzliche Fokussierungseigenschaft des Magneten lassen auf einen gut lokalisiertes Target schließen. Nach vorangegangen Berechnungen beträgt die Targetdichte ca. 5·10exp6 /cmxcm bei einer Fokusausdehnung von ca. 1-2 mm. Diese Werte beschreiben jedoch nur einen Mittelwert, da es durch die Abnutzung der MSEs und deren Wechsel zu verschiedenen Brennzuständen des Plasmas kommen kann. Der Laserstrahl wird unter Verwendung eines Periskops orthogonal zu der um 3° gekippten Tragetstrahl-Spektrometer-Ebene eingeschossen. Er kreuzt den Targetstrahl in der Mitte des Spektrometers, welches dafür verantwortlich ist die Fragmente der Reaktion mit Hilfe eines elektrischen und magnetischen Feldes in Richtung der Delayline-Detektoren zu lenken. Dies ermöglicht eine genaue Untersuchung der Reaktion mit einer Raumwinkelakzeptanz von 4 Pi. Aufgrund des winzigen Fokusvolumens des Lasers kann auf eine Flugzeit- sowie Ortsfokussierung der Teilchen verzichtet werden. In diesem Experiment sollen anhand der Koinzidenz-Imaging-Technik von COLTRIMS Doppelionisationsprozesse von spinpolarisiertem Helium in starken Feldern untersucht werden. Eine besondere Aufmerksamkeit soll dabei der relativ neuen „Rescattering“-Theorie geschenkt werden. Bei diesem nichtsequentiellen Doppelionisationsmechanismus wird ein Elektron durch einen Laserpuls aus dem Atom gelöst. Durch das weiterhin anhaltende, oszillierende Laserfeld nimmt das Elektron genügend kinetische Energie auf, um zu dem Atom zurückzukehren und mit dem zweiten Elektron zu stoßen und dieses zu ionisieren. Das vorliegende Experiment kann somit als Elektronenstoßexperiment angesehen werden, bei dem sowohl Target als auch Projektil polarisiert sind. Die geplanten Messungen konnten leider aufgrund eines langanhaltenden Defekts des Frankfurter Lasersystems nicht durchgeführt werden. Erste Testmessungen zeigen allerdings, dass alle Einzelkomponenten des Aufbaus funktionieren. Der spinpolarisierte Heliumstrahl konnte erzeugt werden und der zu untersuchende Anteil verläuft mittig durch das COLTRIMSS-Pektrometer. Die beiden Delayline Detektoren wurden in Betrieb genommen und in einer Testmessung mit Argongas optimiert. Erste Flugzeitmessungen zeigen, dass auch das konzipierte Spektrometer entsprechend den Erwartungen funktioniert und auch die restliche Messelektronik einsatzbereit ist.