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Der korrelierte Radiative Zwei-Elektroneneinfang untersucht in Ion-Atom-Stößen am ESR-Speicherring

Winters, Natalya

English Title: Investigations of Correlated Radiative Double Electron Capture in Ion-Atom Collisions at the ESR Storage Ring

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PDF, German
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Abstract

In den letzten Jahrzehnten wurden mehrere theoretische und experimentelle Studien an einem bisher noch nicht gut verstandenen Prozess - dem Radiativen Doppel Elektroneneinfang (RDEC) - durchgeführt. Hierbei fängt ein vollständig ionisiertes Ion zwei Target-Elektronen ein, aber nur ein einzelnes Photon wird emittiert. Der Wirkungsquerschnitt dieses Prozesses ist den Erwartungen nach viel kleiner, als der des REC Prozesses, was bisher nur durch eine einzelne experimentelle Beobachtung unterstützt wird. Aus diesem Grund wurde am Gas-Jet Target des Experimentier-Speicherrings der GSI ein Experiment vorbereitet und durchgeführt das die gezielte Untersuchung dieses Prozesses zur Aufgabe hatte. Hierzu wurde vollständig ionisiertes Chrom bei einer Energie von 30 MeV/u in Stoßen mit Helium und Stickstoff untersucht. Die im Stoß produzierte Röntgenstrahlung wurde mit Standard Halbleiterdetektoren aufgenommen, die umgeladenen Ionen mit einem Teilchenzähler. Die gemessenen Röntgenspektren konnten in zeitlicher Koinzidenz mit den umgeladenen Ionen analysiert werden. Trotz der sehr untergrundfreien Bedingungen konnten allerdings keine RDEC Photonen identifiziert werden. Jedoch war es möglich, die experimentelle Obergrenze für beide Stoßsysteme zu bestimmen. Aus der vorliegenden Arbeit kann geschlossen werden, dass die bislang vorliegenden theoretischen Beschreibungen den Prozess nur unzureichend beschreiben und detailliertere theoretische Behandlungen zwingend erforderlich sind.

Translation of abstract (English)

In the past decades, there have been multiple theoretical and experimental studies of Radiative Double Electron Capture (RDEC), a process which is not well understood, up to now. Here, a bare ion captures two target electrons simultaneously under the emission of only one photon. This process is expected to have a much smaller cross-section than a single radiative electron capture (REC) process, which is supported by the fact that up to now only a single experimental observation of RDEC has been reported. For this reason, a dedicated experiment has been prepared and conducted at the gasjet target of the experimental storage ring at GSI. Bare chromium ions were collided on two target gases (helium and nitrogen) at an energy of 30 MeV/u. The x-rays produced in these collisions were recorded with standard semiconductor detectors and the down-charged projectiles with a multi wire proportional counter (MWPC). The measured x-ray spectra could therefore be analysed incoincidence with time and charge-state of the ions. From the carefully analysed data, no identification of the RDEC lines could be made. However, experimental upper limits were derived for both collision systems. From this study, we conclude that a more detailed theoretical description of the RDEC process is still required.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Stöhlker, Prof. Dr. Thomas
Place of Publication: Heidelberg, Deutschland
Date of thesis defense: 7 February 2013
Date Deposited: 28 Feb 2013 07:49
Date: 2013
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
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