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Electron collisions and internal excitation in stored molecular ion beams

Buhr, Henrik

German Title: Elektronenstöße und interne Anregung schneller gespeicherter Molekülionen

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Abstract

In storage ring experiments the role, which the initial internal excitation of a molecular ion can play in electron collisions, and the effect of these collisions on the internal excitation are investigated. Dissociative recombination (DR) and inelastic and super-elastic collisions are studied in the system of He2+. The DR rate coefficient at low energies depends strongly on the initial vibrational excitation in this system. Therefore changes in the DR rate coefficient are a very sensitive probe for changes in the vibrational excitation in He2+, which is used to investigate the effects of collisions with electrons and residual gas species. The low-energy DR of HD+ is rich with resonances from the indirect DR process, when certain initial rotational levels in the molecular ion are coupled to levels in neutral Rydberg states lying below the ion state. Using new procedures for high-resolution electron-ion collision spectroscopy developed here, these resonances in the DR cross section can be measured with high energy sensitivity. This allows a detailed comparison with results of a MQDT calculation in an effort to assign some or all of the resonances to certain intermediate Rydberg levels.

Translation of abstract (German)

In Speicherring-Experimenten untersuchen wir Stöße von Elektronen mit Molekülionen, deren innere Anregung und, wie sich diese beiden Aspekte gegenseitig beeinflussen. Für He2+ werden besonders dissoziative Rekombination und superelastische Stöße betrachtet. Der DR-Ratenkoeffizient hängt sehr stark von der Vibrationsanregung des Molekülions vor dem Stoß ab. Deshalb ist man durch die Messung des DR-Ratenkoeffizienten in der Lage, sehr kleine Veränderungen in der mittleren Vibrationsanregung von He2+ durch Stöße mit Elektronen oder Restgas zu beobachten, wovon in dieser Arbeit Gebrauch gemacht wird. Der DR-Ratenkoeffizient von HD+ weist im Bereich niedriger Elektronenenergie zahlreiche Resonanzen aus dem indirekten DR Prozess auf, die durch das Zusammenspiel von Rotationsleveln im Molekülion und in Rydberg-Zuständen des neutralen Moleküls entstehen. Mit einem hier neu entwickelten Verfahren zur hochauflösenden Elektronenstoßspektroskopie können die Resonanzen im DR-Ratenkoeffizienten mit hoher Energieselektivität gemessen werden. Dies erlaubt den detailierten Vergleich mit den Ergebnissen einer MQDT-Rechnung und den Versuch, die Resonanzen einzelnen intermediären Rydberg-Zuständen zuzuordnen.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wolf, Professor Andreas
Date of thesis defense: 26. July 2006
Date Deposited: 03. Aug 2006 10:55
Date: 2006
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Speicherring, Molekülion, Dissoziative Rekombination, Elektronenstoß, Anregung
Uncontrolled Keywords: storage ring , molecular ion , dissociative recombination , electron collision , excitation
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