German Title: Quanteninterferenz bei der dielektronischen Rekombination in schweren, hochgeladenen Ionen

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Abstract

Die Photorekombination hochgeladener Quecksilberionen wurde mittels einer Elektronenstrahlionenfalle (electron beam ion trap) experimentell untersucht. Ein Elektronenstrahl variabler Energie überstrich den Bereich 45-54 keV, in dem die KLL Resonanzen der Hg75+...78+ -Ionen liegen. Zum Nachweis der Photorekombination diente die dabei erzeugte Strahlung. Dies ermöglichte es, die Anregungsenergien dieser Resonanzen zustandsselektiv mit Messfehlern kleiner als ± 5 eV zu bestimmen. Diese Genauigkeit gestattete es zum ersten Mal, zwischen verschiedenen ab initio Berechnungen für eine Anzahl von Konfigurationen zu unterscheiden, wobei sich einige signifikante Abweichungen zeigten. QED-Beiträge und Kerngrösseneffekte von jeweils in etwa 160 eV und 50 eV mussten dabei berücksichtigt werden. Die hohe experimentelle Auflösung erlaubte es zudem, bei einzelnen, zustandsselektierten Resonanzen die Linienprofile genau aufzuzeichnen. Diese wiesen eindeutig durch Quanteninterferenz zwischen radiativer und dielektronischer Rekombination verursachte Asymmetrien auf. Zum ersten Mal konnte so bei hochgeladenen Ionen die diese Asymmetrie charakterisierenden Fano-Parameter mit Messfehlern von nur 6% bestimmt werden.

Translation of abstract (English)

The photorecombination of highly charged mercury ions was studied experimentally by means of an electron beam ion trap. The KLL resonances of Hg75+...78+ ions were scanned with an electron beam of variable energy (45-54 keV). The photorecombination process was monitored by recording the emitted radiation. By these means, the excitation energies of state-selected resonances were determined with uncertainties as low as ± 5 eV. Such accuracy made it possible for the first time to distinguish among different ab initio calculations for the various configurations, revealing some significant discrepancies. These predictions included QED and finite nuclear size effects as large as 160 eV and 50 eV, respectively. The high experimental resolution allowed one to measure precisely the line profiles of state-selected resonances in individual charge states, which showed clear asymmetries arising from quantum interference between radiative and dielectronic recombination. For the first time in highly charged ions, the Fano parameters characterizing the asymmetry could be determined with relative uncertainties as low as 6%.