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Di- und trielektronische Rekombination an berylliumähnlichen Ionen

Schnell, Michael

English Title: Di- and trielectronic recombination on beryllium-like ions

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Postscript, German
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Abstract

Am Testspeicherring TSR wurden Rekombinationsexperimente an berylliumähnlichen Ionen mit energiescharfen, freien Elektronen mittels der merged-beam Technik durchgeführt. Neben der dominanten dielektronischen Rekombination (DR) wurde erstmalig der Prozess der trielektronischen Rekombination (TR) für Delta N = 0 Übergänge nachgewiesen, bei welcher der strahlungslose Elektroneneinfang unter gleichzeitiger Anregung zweier Targetelektronen erfolgt. Die Stärke des TR-Wirkungsquerschnitts hängt stark ab von der Abwesenheit erlaubter Verlustkanäle, über welche der dreifach angeregte TR-Zwischenzustand in die Kontinua einfach angeregter Targetelektronenkonfigurationen zerfallen kann. Entlang einer TR-Rydbergserie fallen die Resonanzstärken beim Überschreiten der DR-Seriengrenzen um jeweils mehrere Grössenordnungen ab. Die experimentellen Spektren zeigen einen bevorzugten Zerfall der Rumpfelektronen innerhalb gleicher Spinmultiplizitäten. Oberhalb der Triplett DR-Seriengrenzen werden daher innerhalb der experimentellen Empfindlichkeit keine Triplett TR-Resonanzen und jenseits der Singulett DR-Seriengrenze auch keine Singulett TR-Resonanzen mehr beobachtet. Mit AUTOSTRUCTURE erstellte Modellspektren ermöglichen im Vergleich mit den experimentellen Daten ein tieferes Verständnis für den TR-Prozess. Es konnte gezeigt werden dass mit zunehmender Kernladungszahl das Interkombinationsverbot für die Autoionisation aufgrund der intermediären Kopplung nicht mehr strikt gilt. Bei den schweren Ionen lassen sich aufgrund der zunehmenden Aufspaltung der einfach angeregten Triplettzustände zu den Dipolübergängen analoge Auswahlregeln erkennen. Insgesamt wird der TR-Wirkungsquerschnitt jedoch für höhere Drehimpulsquantenzahlen des Valenzelektrons von der Theorie prinzipiell unterschätzt.

Translation of abstract (English)

At the TSR storage-ring recombination experiments have been carried out on beryllium-like ions with the merged--beam technique. In addition to the dominant dielectronic recombination (DR), the process of trielectronic recombination (TR) has been observed for Delta N = 0 transitions for the first time. In this case the radiationless electron-capture is accompanied by a simultaneous excitation of two core-electrons. The strength of the TR-cross-section depends strongly on the absence of allowed loss-channels, through which the triply excited intermediate TR-state can decay into the continua of singly excited core-electrons. Along a TR-Rydberg series the resonance-strength drops by several orders of magnitude crossing the DR-series-limits. The experimental spectra show a prefered decay of the core-states to states with identical spin-multiplicity. Thus above the triplet DR-series-limits no triplet TR-resonances and above the singlet DR-series-limits also no singlet TR-resonances can be observed within the experimental sensitivity. Model-spectra calculated with AUTOSTRUCTURE provide a deeper understanding of the process of TR. It could be shown that with increasing nuclear charge the inter-combination selection rule for autoionisation does not strictly hold due to the intermediate coupling. For the heavier ions selection rules can be made out analog to dipole-transition due to the splitting of the singly excited triplet states. The TR-cross-section gets underestimated by theory for higher angular momenta of the valence-electron.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wolf, Prof. , ap Andreas
Date of thesis defense: 12. February 2003
Date Deposited: 28. Feb 2003 08:42
Date: 2003
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Dielektronische Rekombination, Autoionisation, Speicherring
Uncontrolled Keywords: Trielektronische Rekombination , Dreielektronenautoionisation , Elektronenkühlentrielectronic recombination , three-electron-autoionisation , merged beams , electron-cooling
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