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datestamp: 2002-12-02 15:08:33
lastmod: 2014-04-03 12:30:07
status_changed: 2012-08-14 15:06:34
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Toleikis, Sven
title: Lebensdauermessungen metastabiler atomarer Zustände in heliumähnlichen schweren Ionen
title_en: Lifetime Measurements of Metastable Atomic States in Helium-like Heavy Ions
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130001
adv_faculty: af-13
keywords: fine-structure splitting , highly charged ions , beamfoil spectroscopy , hyperfine quenching , atomic lifetimes
cterms_swd: Atomphysik
cterms_swd: Lebensdauer
cterms_swd: Feinstrukturaufspaltung
cterms_swd: Schwerionen
cterms_swd: Heliumähnlich
abstract: Die Messung von atomaren Lebensdauern eröffnet die Möglichkeit, diverse Aspekte der atomaren Struktur aber auch der Kernstruktur zu untersuchen. Im Fall von He-ähnlichem Gold läßt sich die relativistische Feinstrukturaufspaltung 2${}^3$P${}_0$-2${}^3$P${}_1$ untersuchen, da die Lebensdauer des metastabilen 2${}^3$P${}_0$-Zustands durch Hyperfein-Mischen aufgrund des Kernspins $I=3/2^+$ von ${}^{197}$Au von dieser Feinstrukturaufspaltung abhängt. In He-ähnlichem Uran läßt sich hingegen die 2s-Lamb-Verschiebung untersuchen, da aufgrund des verschwindenden Kernspins in ${}^{238}$U kein Hyperfein-Mischen auftritt. Basierend auf der Methode der Beam-Foil-Spektroskopie, wobei mithilfe eines Magnetspektrometers der Vorteil von Teilchen-Röntgen-Koinzidenzen ausgenutzt werden konnte, ist an der Beschleunigeranlage der GSI in Darmstadt die Lebensdauer des 2${}^3$P${}_0$-Zustands in heliumählichem Gold zu $au=22,08pm0,96$ ps und in heliumähnlichem Uran zu $au=58,2pm9,5$ ps bestimmt worden. Die experimentellen Resultate stimmen mit den theoretischen Vorhersagen überein. Das Hyperfein-Mischen hängt auch vom magnetischen Moment des Kerns ab. Unter der Voraussetzung, daß die Feinstrukturaufspaltung genau genug bekannt ist, können durch Messungen der hyperfein-gemischten Lebensdauer des 2${}^3$P${}_0$-Zustands umgekehrt Kern-g-Faktoren bestimmt werden.
abstract_translated_text: The determination of atomic lifetimes offers the possibility to investigate various aspects of the atomic but also of the nuclear structure. In the case of He-like gold, due to hyperfine quenching, it is possible to determine the 2${}^3$P${}_0$-2${}^3$P${}_1$ fine-structure splitting from a measurement of the lifetime of the metastable, hyperfine-quenched 2${}^3$P${}_0$ state, since ${}^{197}$Au has a nuclear spin of $I=3/2^+$. In He-like uranium it is possible to derive the 2s Lamb shift from the lifetime of the unperturbed 2${}^3$P${}_0$ state, because the nuclear spin of ${}^{238}$U is zero. The experiments based on the method of beamfoil spectroscopy have been performed at the GSI accelerator facility located in Darmstadt and have taken advantage of particle-x-ray coincidences using a charge state spectrometer. The following values for lifetime of the 2${}^3$P${}_0$ state have been measured: $au=22,08pm0,96$ ps in the case of He-like gold and $au=58,2pm9,5$ ps in the case of He-like uranium. These results are in agreement with theoretical predictions. Under the assumption that the fine-structure splitting is known accurately enough, one can also derive nuclear g-factors from lifetime measurements of the hyperfine-quenched 2${}^3$P${}_0$ state as the effect of hyperfine quenching also depends on the nuclear magnetic moment.
abstract_translated_lang: eng
date: 2002
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00003044
ppn_swb: 1643402102
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-30443
date_accepted: 2002-11-20
advisor: HASH(0x558eaa5c3720)
language: ger
bibsort: TOLEIKISSVLEBENSDAUE2002
full_text_status: public
citation:   Toleikis, Sven  (2002) Lebensdauermessungen metastabiler atomarer Zustände in heliumähnlichen schweren Ionen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/3044/1/Doktorarbeit-Sven-Toleikis.pdf