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The theory of direct electron-positron pair production in the collision of heavy ions is formulated in the framework of the quasimolecular model. The pair production process acquires a collective nature for (Z1+Z2)α>1 and can be understood as the shakeoff of the strong vacuum polarization cloud formed in the quasimolecule. The total cross section is, e.g., 76 μb for Pb + Pb at Coulomb barrier energies.
This Letter discusses inner-shell excitation in collisions of very heavy ions (Z1+Z2≳140) in the framework of the quasimolecular model. The importance of multistep excitations and of coupling between continuum states is demonstrated. The 1sσ vacancy probabilities resulting from coupled-channels calculations exceed perturbation theory by a factor 3-5, thus giving good agreement with recent experimental results.
This paper reports calculations of the influence of a reaction time T>10-21 s in deep-inelastic Xe-Pb collisions on the energy spectrum of δ electrons ejected in the same collision. It is shown that the lifetime of the superheavy composite system causes pronounced oscillations of width ε=h/T in the electron distribution, which survive the inclusion of multistep excitations and the folding with a lifetime distribution function. This effect may serve as an atomic clock for deep-inelastic collisions.
Collisions of very heavy ions at energies close to the Coulomb barrier are discussed as a unique tool to study the behavior of the electron-positron field in the presence of strong external electromagnetic fields. To calculate the excitation processes induced by the collision dynamics, a semiclassical model is employed and adapted to describe the field-theoretical many-particle system. An expansion in the adiabatic molecular basis is chosen. Energies and matrix elements are calculated using the monopole approximation. In a supercritical (Z1+Z2≳173) quasiatomic system the 1s level joins the antiparticle continuum and becomes a resonance, rendering the neutral vacuum state unstable. Several methods of treating the corresponding time-dependent problem are discussed. A projection-operator technique is introduced for a fully dynamical treatment of the resonance. Positron excitation rates in s1/2 and p1/2 states are obtained by numerical solution of the coupled-channel equations and are compared with results from first- plus second-order perturbation theory. Calculations are performed for subcritical and supercritical collisions of Pb-Pb, Pb-U, U-U, and U-Cf. Strong relativistic deformations of the wave functions and the growing contributions from inner-shell bound states lead to a very steep Z dependence of positron production. The results are compared with available data from experiments done at GSI. Correlations between electrons and positrons are briefly discussed.
Excitations of the atomic shell in heavy-ion collisions are influenced by the presence of a nuclear reaction. In the present Rapid Communication we point out the equivalence between a semiclassical description based on the nuclear autocorrelation function with an earlier model which employs a distribution of reaction times f(T). For the example of U+U collisions, results of coupled-channel calculations for positron creation and K-hole excitations are discussed for two schematic reaction models.
Atomic excitations are used to obtain information on the course of a nuclear reaction. Employing a semiclassical picture we calculate the emission of δ electrons and positrons in deep inelastic nuclear reactions for the example of U+U collisions incorporating nuclear trajectories resulting from two different nuclear friction models. The emission spectra exhibit characteristic deviations from those expected for elastic Coulomb scattering. The theoretical probabilities are compared with recent experimental data by Backe et al. A simple model is used to estimate the influence of a threebody breakup of the compound system upon atomic excitations.
Phenomenological consequences of a hypothetical light neutral particle in heavy ion collisions
(1986)
We discuss the possibility that the line structure observed in the spectrum of the positrons produced in heavy ion collisions is due to the decay of a new neutral elementary particle. We argue that this can be ruled out unless one is willing to accept fine tuning of parameters, or to assume the dominance of nonlinear effects.
We calculate angular correlations between coincident electron-positron pairs emitted in heavy-ion collisions with nuclear time delay. Special attention is directed to a comparison of supercritical and subcritical systems, where angular correlations of pairs produced in collisions of bare U nuclei are found to alter their sign for nuclear delay times of the order of 2 × 10-21 s. This effect is shown to occur exclusively in supercritical systems, where spontaneous positron creation is active.
We investigate the influence of additional nonlinear terms in the Dirac Lagrangian on strongly bound electron states in heavy and superheavy atoms. Upper bounds for the coupling constants are deduced by comparison with precision spectroscopy data in QED. We demonstrate that nonlinear interactions may cause significant modifications of electron binding energies in superheavy quasiatomic systems which would not be visible in ordinary atomic-physics measurements.
Positron creation in crossed-beam collisions of high-energy, fully stripped heavy ions is investigated within the coupled-channel formalism. In comparison with fixed-target collisions of highly stripped heavy-ion projectiles positron production probabilities are enhanced by more than one order of magnitude. The increase results from the possibility to excite electrons from the negative energy continuum into all bound states. The positron spectrum is shifted towards higher energies because of the absence of electron screening. Rutherford scattering as well as nuclear collisions with time delay are investigated. We also discuss the filling of empty bound states by electrons from pair-production processes.
Die Insekten
(1993)
Die Insektenfauna des Naturraumes Drömling ist sowohl durch die an Wasser und Feuchtgebiete gebundenen hygrophilen Arten als auch durch die an Trockenheit auf den Horsten ("Sandinseln") gebundenen xerophilen Arten gekennzeichnet. Derartige hochspezialisierte Arten sind als typische Repräsentanten ihrer Biotope zur Bioindikation für intakte Lebensräume geeignet. Zwischen beiden "Extremen" leiten die in ihren Ansprüchen wesentlich variableren mesophilen Arten über, die als euryöke Artengruppe weniger zur Charakterisierung der Lebensraumsituation geeignet sind.
Geehrt wird Kurt Maaß, geboren am 22.09.1927, welcher zu den Bürgern gehört, die sich als junge Absolventen der Lehrerausbildung als erste nach den bitteren Kriegs- und Nachkriegsjahren aus Heimatliebe (und offenbar aus Berufung!) im Kreis Seehausen (später Osterburg) des ehemaligen Bezirkes Magdeburg für den Naturschutz engagierten. Als stellvertretender Kreisnaturschutzbeauftragter (KNB) für den damaligen Kreis Seehausen/Altmark übernahm er 1952 Verantwortung für den Schutz und die Pflege der heimatlichen Natur.
Die Geschichte der Naturparke begann in Deutschland im Jahre 1909 mit der Gründung des Vereins Naturschutzpark und 1910 mit der Einrichtung des Naturschutzparks "Lüneburger Heide" . Ging es anfangs lediglich um die Rettung ursprünglicher und eindrucksvoller Landschaften vor stärker werdenden menschlichen Einflüssen, erweiterte sich später die Zielsetzung mit der Formulierung des westdeutschen Naturparkprogrammes von 1958 um die Sicherung und Entwicklung von Erholungslandschaften als "Oasen der Stille" insbesondere für die Bevölkerung in den wachsenden wirtschaftlichen Ballungsräumen der Bundesrepublik Deutschland.
Wirbellose
(1995)
Der landschaftlich reizvolle Überschwemmungsbereich zwischen Schollene und Havelberg lässt aufgrund der naturräumlichen Ausstattung eine artenreiche Wirbellosenfauna vermuten. Leider sind bis heute für bestimmte Arten kaum Angaben zu Vorkommen bekannt. Historische Quellen existieren so gut wie nicht; wenn doch, so wurden zumeist nur Zufallsbeobachtungen dokumentiert. Nachdem 1989 von B. Heinze in Havelberg eine entomologische Fachgruppe gegründet wurde, war ein kleiner Aufschwung im Kenntnisstand zu verzeichnen. Nicht unwesentlich trägt auch die von ihm initiierte Schriftenreihe "Untere Havel - Naturkundliche Berichte" zur Erweiterung des Wissensstandes bei. Ansonsten finden sich nur vereinzelt faunistische Arbeiten aus dem Gebiet, so sei u.a. Spitzenberg erwähnt, der die aquatilen Coleopteren des NSG "Schollener See" untersuchte. Dabei konnten neben einer Vielzahl anderer Arten als bemerkenswerte Vertreter die beiden Kolbenwasserkäferarten Hydrous aterrimus und H. piceus gefunden werden.
Bei der Bewertung der Naturnähe und der Biotopeignung der heute mehr oder weniger stark anthropogen beeinflussten Fließgewässer spielt neben der Wasserqualität die Gewässerstruktur des Potamals eine besondere Rolle. Dies ist durch das Vorkommen (bzw. Fehlen) von einigen Indikatororganismen zu bewerten. Dazu gehören zweifellos einige stenöke libellenarten, die mit ihren an spezielle Strukturen gebundenen, mehrjährigen Larvenstadien zur Indikation der Fließgewässer bestens geeignet sind. Durch die bisher allgemein gebräuchliche intensive Landnutzung sind solche Fließgewässerindikatoren jedoch entweder bereits ausgestorben (Rote-liste-Kategorie 0), oder sie gehören zu den vom Aussterben bedrohten Rote-liste-Arten (Kategorie 1) bzw. zu den stark gefährdeten Rote-Liste-Arten (Kategorie 2).
Die monographische Darstellung der Flussjungfern (als 2. Band in der von Andreas Martens, Braunschweig und Hansruedi Wildermuth, Rüti betreuten und geplanten Reihe "Die Libellen Europas") befasst sich schwerpunktmäßig mit der Verhaltensökologie der Larven und den Lebenszyklen einiger Arten, womit die beiden Autoren eigene Forschungsergebnisse aus Untersuchungen in Deutschland (an der Oder von Müller, Frankfurt/Oder) und Südfrankreich (Suhling, Braunschweig) darstellen.
Am 20. Juni 1999 begeht einer der dienstältesten Kreisnaturschutzbeauftragten aus dem ehemaligen Bezirk Magdeburg seinen 65. Geburtstag. Grund genug, ihm herzlich zu gratulieren und seine Arbeit für den Naturschutz zu würdigen! In den Jahren 1949/50 hatte Günter Stachowiak durch seine Schichtarbeit als Dreher-Lehrling in Oschersleben die zeitliche Möglichkeit zu ersten ornithologischen Beobachtungen. Eine intensivere Beschäftigung mit der Natur begann im Jahr 1952 durch den Kauf seiner ersten Fotoausrüstung, einer noch heute vorhandenen und liebevoll bewahrten Praktika.
Odonata (Libellen)
(2001)