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status_changed: 2012-08-14 15:07:40
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Lang, Frank Michael
title: Transversales Spinecho an einem atomaren Wasserstoffstrahl und spezielle Quellen für Atom- und Molekülstrahlen
title_en: Transversal in-beam spin-echo using atomic hydrogen and specially designed sources for atomic and molecular beams
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130200
adv_faculty: af-13
keywords: Strahldüseatominterferometry , gas discharge , magnetic field , spin-echo , in-beam
cterms_swd: Atominterferometrie
cterms_swd: Atomstrahl
cterms_swd: Gasentladung
cterms_swd: Magnetfeld
cterms_swd: Molekularstrahl
cterms_swd: Spin Doctors
cterms_swd: Spin-eins-System
cterms_swd: Spin-Echo-Verfahren
cterms_swd: Spin flip
abstract: Im ersten Teil dieser Arbeit werden die atominterferometrischen Grundlagen für das Wasserstoff-Atomstrahl-Spinecho eingeführt. Diese werden zu einer Streutheorie erweitert, bei der die transversale Aufspaltung von Wellenpaketen genutzt wird, um mit dieser speziellen Art des Spinechos dynamische Korrelationsfunktionen direkt zu messen. Die Theorie gibt zudem wichtige Rahmenbedingungen zur experimentellen Realisierung vor. Die Spulen, die für transversales Spinecho nötig sind, werden beschrieben, und erste Messungen am geraden Strahl werden diskutiert. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich speziellen Quellen für Atom- und Molekülstrahlen. Es wird ein neuer Ansatz zur Dissoziation von molekularem Wasserstoff und der Erzeugung eines Überschallstrahls aus atomarem Wasserstoff verfolgt. Dazu werden Plasmen genutzt, die zwischen mikrostrukturierten Elektroden mit Abständen im Sub-Millimeter-Bereich brennen. Messungen zur Strahlcharakterisierung dieser Quelle mittels He* werden diskutiert. Außerdem wird eine Quelle vorgestellt, mit der es möglich ist, langsame und kalte Atom- und Molekülstrahlen zu erzeugen, indem Gas adiabatisch aus einer sich bewegenden Düse expandiert, die am Ende eines Rotors montiert ist. Das Design dieser Quelle wird präsentiert und anhand von Messungen wird gezeigt, dass mit dieser Quelle beispielsweise ein Argonstrahl mit einer mittleren Geschwindigkeit von 170 m/s und einer Strahltemperatur von 4 K erzeugt werden kann.
abstract_translated_text: The first part of this thesis deals with in-beam spin-echo using atomic hydrogen. The atominterferometric description of hydrogen spin-echo is introduced, from which a scattering theory is deduced. Basing on a transversal separation of wave-packets, this theory proves that dynamical correlation functions can be measured directly with this special kind of spin-echo experiment. Furthermore requirements of an appropriate spectrometer-design follow from this theory. The coils needed for transversal spin-echo are described and first measurements with the unscattered beam are discussed. The second part of this work is devoted to specially designed sources for atomic and molecular beams. A new approach for dissociating molecular hydrogen and forming a beam of atomic hydrogen is pursued. For this purpose, plasma discharges are used, which are ignited inside the gap of a microstructured electrode system in the sub-millimetric range. Measurements using metastable Helium in order to characterize beams emanating from this kind of source will be discussed. Furthermore, a source capable of producing both slow and cold atomic as well as molecular beams is presented. The design of the device is presented as well as measurements demonstrating that a supersonic beam consisting of argon atoms with a most probable velocity of 170 m/s and a velocity spread according to a beam temperature of 4 K has been achieved.
abstract_translated_lang: eng
class_scheme: pacs
class_labels: 07.55.Db, 03.75.Dg, 39.10.+j, 52.80.Tn
date: 2002
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00003370
ppn_swb: 1643429094
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-33705
date_accepted: 2002-11-13
advisor: HASH(0x558eaa76a6a0)
language: ger
bibsort: LANGFRANKMTRANSVERSA2002
full_text_status: public
citation:   Lang, Frank Michael  (2002) Transversales Spinecho an einem atomaren Wasserstoffstrahl und spezielle Quellen für Atom- und Molekülstrahlen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/3370/1/Dissertation.Frank.M.Lang.pdf