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Production of cold electron beams for collision experiments with stored ions

Sprenger, Frank

German Title: Erzeugung kalter Elektronenstrahlen für Stoßexperimente mit gespeicherten Ionen

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Abstract

A new electron target section (ETS) as a dedicated electron target for the storage ring TSR has been mounted and tested. With the help of this device electron collision experiments on a stored ion beam can be performed independently of the phase space cooling (electron cooling) of this beam. Preparatory measurements to study the adiabatic magnetic expansion and the adiabatic acceleration of the electrons have been performed on this device. Longitudinal energy spreads where studied in dependence of several parameters using the installed retarding field energy analyzer. The operation of the ETS together with the existing electron cooler device could be demonstrated in a storage ring experiment. An interaction of the continuously cooled stored ion beam with the electron target beam could be studied. A dielectronic recombination resonance in lithium-like fluorine F/sup 6+/ was used to determine the longitudinal and transverse electron temperature. An improvement of the energy resolution compared to earlier measurements with the electron cooling device as target could be demonstrated.

Translation of abstract (German)

Für den Speicherring TSR wurde eine neue Elektronentargetsektion (ETS) als reines Elektronentarget gebaut und getestet, mit dessen Hilfe sich Stoßxperimente und Phasenraumkühlung (Elektronenkühlung) eines gespeicherten Ionenstrahls unabhängig voneinander durchführen lassen. An dieser Apparatur wurden vorbereitende Messungen zur Untersuchung der adiabatischen magnetischen Expansion und adiabatischen Beschleunigung der Elektronen vorgenommen. Die longitudinale Energieverteilung der Elektronen konnte in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern mittels des eingebauten Gegenfeldenergieanalysators bestimmt werden. Beim Betrieb im Speicherring konnte die Funktion der ETS zusammen mit dem existierenden Elektronenkühler demonstriert werden. Die Beeinflussung des andauernd gekühlten gespeicherten Strahls durch das Elektronentarget konnte untersucht werden. Zur Diagnose der longitudinalen und transversalen Elektronentemperatur wurde eine Resonanz von dielektronischer Rekombination an lithiumähnlichem Fluor F/sup 6+/ benutzt. Eine Verbesserung der energetischen Auflösung gegenüber früheren Messungen mit dem TSR Elektronenkühler als Target konnte demonstriert werden.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wolf, Prof. Andreas
Date of thesis defense: 12 November 2003
Date Deposited: 25 Feb 2004 08:28
Date: 2003
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Elektronentarget, Speicherring, Elektron-Ion-Stoß, Elektronenstrahl, Elektronenkühlung
Uncontrolled Keywords: kalter Elektronenstrahlcold electron beam , electron target , electron-ion collision , storage ring , electron cooling
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