German Title: Eine neuartige Spektroskopiemethode großer Kohlenstoffsysteme für den mittleren Infrarotbreich und der nichtthermischen Fragmentierungsprozess von zweiatomigen Anionen

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Abstract

The proof-of-principle experiment for Laser Induced Vibrational Emission (LIVE) spectroscopy requires the Cryogenic Trap for Fast ion beams (CTF) to be equipped with a mid-infrared detection system. The novel detection system is based on Blocked Impurity Band (BIB) sensors with a high sensitivity. The detection system requires a low black-body background to avoid saturation. The sequential installation of radiation shields reduces the black-body background of the CTF substantial. The non-thermal auto-fragmentation process of the diatomic anions of carbon, cobalt and silver is studied at the Cryogenic Storage Ring (CSR). Charged fragments leaving the closed orbit of the CSR are detected by COMPACT at fragment position. Neutral fragments are detected either by NICE or by COMPACT at neutral position. The decay curves which deviate from a simple 1/t power-law are fitted and discussed by two approaches. The fit function requires the tunneling constants and a distribution of the ro-vibrational states. The tunneling constants were calculated by the program LEVEL16. Both approaches try to find the distribution of ro-vibrational states by different methods. The decay pattern of the diatomic anions are measured up to 1000 s.

Translation of abstract (German)

Die kryogene, elektrostatische Ionenfalle (CTF) ist für eine Machbarkeitsstudie zur laserinduzierten Emissionsspektroskopie (LIVE) mit einem Detektionssystem für den mittleren Infrarotbereich ausgestattet worden. Das neuartige, hochsensitive Detektionssystem basiert auf Sensoren, die das BIB-Prinzip nutzen. Um das Detektionssystem nicht schon ohne Ionensignal zu sättigen, muss die Schwarzkörperhintergrundstahlung drastisch unter Raumtemperaturniveau gesenkt werden. Es darf nur einer geringe Schwarzkörperhintergrundstrahlung vorherrschen. Um Raumtemperatureinträge zu unterdrücken sind Strahlungsschilde installiert worden. Der nicht-thermische Autorfragmentationsprozess zweiatomiger Anionen aus Kohlenstoff, Cobalt und Silber ist im kryogenen elektrostatischen Speicherring CSR untesucht worden. Der COMPACT-Detektor auf der entsprechenden Fragmentposition registiert geladenen Fragmente, welche nicht mehr stabil gespeichert werden. Neutrale Fragmente sind entweder durch NICE oder durch COMPACT, auf der Neutralfragmentposition nachgewiesen worden. Die Zerfallskurven, welche von einem einfachen 1/t Potenzgesetz abweichen sind durch zwei verschiedene Ansätze beschrieben und diskutiert worden. Die Funktion zur Anpassung an die Datenpunkte benötigt die Tunnelkonstanten und eine Verteilung der Rotationsund Vibrationszustände. Die Tunnelkonstanten wurden vorab mit dem Programm LEVEL16 berechnet. Die beiden Ansätze versuchen die Verteilung der Rotationsund Vibrationszustände auf verschiedene Arten finden. Die Zerfallskurven der zweiatomiger Anionen sind bis zu 1000 s gemessen worden.