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

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Steffen Novotny MPI für Kernphysik, Heidelberg Physik am Samstagmorgen, 10. März 2007 - PowerPoint PPT Presentation


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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

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Presentation Transcript
steffen novotny mpi f r kernphysik heidelberg physik am samstagmorgen 10 m rz 2007

Moleküle im Karussell

CH2+

HD+

Steffen Novotny

MPI für Kernphysik, Heidelberg

Physik am Samstagmorgen, 10. März 2007

H2+

CH+

H2O+

CF+

H3+

bersicht
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+

elektron trifft molek l
Elektron trifft Molekül

X

Molekülion

XY+

Elektron

Y

„Dissoziative Rekombination“

elektron trifft molek l1
Elektron trifft Molekül

zum Beispiel:

Wasserstoffmolekülion H2+

H

Molekülion

H2+

Elektron

  • Energieerhaltung
  • Impulserhaltung
  • Innere Energie

der Wasserstoffatome ?

H

„Dissoziative Rekombination“

elektron trifft molek l2

H

H2

H2+

H3+

e-

Elektron trifft Molekül

Vorkommen der Dissoziativen Rekombination:

Interstellares Medium

... Orte der Sternentstehung

elektron trifft molek l3
Elektron trifft Molekül

Vorkommen der Dissoziativen Rekombination:

Interstellares Medium

... Orte der Sternentstehung

Obere Atmosphäre

... Nachthimmelleuchten

elektron trifft molek l4
Elektron trifft Molekül

Vorkommen der Dissoziativen Rekombination:

Interstellares Medium

... Orte der Sternentstehung

Obere Atmosphäre

... Nachthimmelleuchten

diverse Plasmen

... Wiedereintritt von Raumschiffen

ort im karussell
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“

ort im karussell1
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

ort im karussell2
Ort: Im Karussell

Unser Speicherring, der TSR:

  • Molekül-Ionen bei Zimmertemperatur
ort im karussell3

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

ort im karussell4
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

was geht dort vor
Was geht dort vor ?

Einige unserer Detektoren:

was geht dort vor1
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 ]

was geht dort vor2
Was geht dort vor ?

Einige unserer Detektoren:

  • 3D Abstandsmessung der Endprodukte

Detektor

CCD Kameras

was geht dort vor3
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

was geht dort vor4
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]

wie geht es weiter
Wie geht es weiter ?

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Eiskalt speichern - Robert von Hahn

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