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Steffen Novotny MPI für Kernphysik, Heidelberg Physik am Samstagmorgen, 10. März 2007

Moleküle im Karussell. CH 2 +. HD +. Steffen Novotny MPI für Kernphysik, Heidelberg Physik am Samstagmorgen, 10. März 2007. H 2 +. CH +. H 2 O +. CF +. H 3 +. Übersicht. Elektron trifft Molekül oder der Prozess der Dissoziativen Rekombination Ort: Im Karussell

geordi
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Steffen Novotny MPI für Kernphysik, Heidelberg Physik am Samstagmorgen, 10. März 2007

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Presentation Transcript

  1. Moleküle im Karussell CH2+ HD+ Steffen Novotny MPI für Kernphysik, Heidelberg Physik am Samstagmorgen, 10. März 2007 H2+ CH+ H2O+ CF+ H3+

  2. Übersicht • Elektron trifft Molekül oder derProzess der Dissoziativen Rekombination • Ort: Im Karussell - der Speicherring im Einsatz • Was geht dort vor ? ... Der richtige Detektor für jedes Experiment CH2+ HD+ H2+ CH+ H2O+ CF+ H3+

  3. Elektron trifft Molekül X Molekülion XY+ Elektron Y „Dissoziative Rekombination“

  4. Elektron trifft Molekül zum Beispiel: Wasserstoffmolekülion H2+ H Molekülion H2+ Elektron • Energieerhaltung • Impulserhaltung • Innere Energie der Wasserstoffatome ? H „Dissoziative Rekombination“

  5. H H2 H2+ H3+ e- Elektron trifft Molekül Vorkommen der Dissoziativen Rekombination: Interstellares Medium ... Orte der Sternentstehung

  6. Elektron trifft Molekül Vorkommen der Dissoziativen Rekombination: Interstellares Medium ... Orte der Sternentstehung Obere Atmosphäre ... Nachthimmelleuchten

  7. Elektron trifft Molekül Vorkommen der Dissoziativen Rekombination: Interstellares Medium ... Orte der Sternentstehung Obere Atmosphäre ... Nachthimmelleuchten diverse Plasmen ... Wiedereintritt von Raumschiffen

  8. Ort: Im Karussell Wie untersucht man diesen Prozess ? Ionenfalle Vorteil:kalte Moleküle Nachteil:Neutrale Bruchstücke fliegen überall hin! Ausweg: Der Speicherring – eine etwas andere, große „Ionenfalle“

  9. Ort: Im Karussell Unser Speicherring, der TSR: ~ 10 m • Molekülionen kommen mit • 3 % Lichtgeschwindigkeit in den Ring • Weltraumvakuum • (10-14 bar = 0.000 000 000 000 01 bar) • Dipolmagnete halten • Molekülionen in der Bahn lange Speicherzeiten (~Minuten) ! 150 000 Runden pro Sekunde! In 30 Sekunden zum Mond ! aus dem Beschleuniger und der Ionenquelle

  10. Ort: Im Karussell Unser Speicherring, der TSR: • Molekül-Ionen bei Zimmertemperatur

  11. X vX vX* vIonen vY* vY Y Ort: Im Karussell Unser Speicherring, der TSR: • Molekül-Ionen bei Zimmertemperatur • Reaktion im Flug Überlagerung des Elektronenstrahls Ionenstrahl Im Labor Elektronenquelle

  12. Ort: Im Karussell Unser Speicherring, der TSR: • Molekül-Ionen bei Zimmertemperatur • Reaktion im Flug Detektor ~ 12 m Überlagerung des Elektronenstrahls Ionenstrahl ~ cm Strahlenergie: ~ 1.000.000 eV freiwerdende kinetische Energie: ~ 1 eV Elektronenquelle

  13. Was geht dort vor ? Einige unserer Detektoren:

  14. Was geht dort vor ? Einige unserer Detektoren: • Teilchenzähler zur Ratenmessung HD+ (2006) Faktor 10 !! Rate [cm3/ s] Theorie Experiment Halbleiterdetektor 300 K 10 K Kann jedes Teilchen zählen ! Energie [meV ]

  15. Was geht dort vor ? Einige unserer Detektoren: • 3D Abstandsmessung der Endprodukte Detektor CCD Kameras

  16. Was geht dort vor ? Einige unserer Detektoren: • 3D Abstandsmessung der Endprodukte Nanosekunden (0, 000 000 001 s) D t Abstand auf Detektor 3D Abstand Nanosekunden – Kamera System

  17. Was geht dort vor ? Einige unserer Detektoren: • 3D Abstandsmessung der Endprodukte angeregte Atome nicht angeregte Atome Abstand auf Detektor [mm] CF+ 30 D t 20 Abstand auf Detektor v 10 3D Abstand 0 30 20 10 0 - 30 - 20 - 10 v  D t [mm]

  18. Wie geht es weiter ? Ionen à la Carte - Annemieke Petrignani Moleküle im Karussell - Steffen Novotny Eiskalt speichern - Robert von Hahn Hier passiert alles bei KÄLTE !

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