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datestamp: 2004-12-22 09:02:29
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status_changed: 2012-08-14 15:13:53
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Mukherjee, Manas
title: The mass of 22^Mg and a concept for a novel laser ion source trap
title_de: Die Masse von 22^Mg und ein Konzept für eine neuartige Laser-Ionenquelle
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130200
adv_faculty: af-13
keywords: Massenmessungen , 22^Mg , CVC , Klacische nova , LISTPenning trap , 22^Mg , CVC , Classical nova , LIST
cterms_swd: Penningfalle
abstract: Clean and high-quality radioactive ion beams can be prepared by combining ion trap and resonance laser ionization techniques. A feasibility study for such a laser ion source trap has been carried out which shows enormous improvement in the beam emittance, purity, and in addition allows for a variation of the ion beam time structure. Direct high-precision mass measurements around mass number A=22 are of utmost importance. First, the masses of the superallowed beta-emitter 22^Mg and its daughter 22^Na are needed to test the conserved-vector-current(CVC) hypothesis and the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa(CKM) matrix unitarity, both being predictions of the Standard Model. Second, to calculate the reaction rate of 21^Na(p,gamma)22^Mg the involved masses are required very accurately. This rate is needed in order to extract an upper limit on the amount of a characteristic gamma-radiation emitted from classical nova bursts which has been searched for but not yet detected. At the triple trap mass spectrometer ISOLTRAP at ISOLDE/CERN, the masses of 21^Na, 22^Na, and 22^Mg have been measured with relative uncertainties of better than 1.5*10^{-8}. This solved a conflict between two available mass values for 22^Mg. The mass measurements as well as their impact are discussed. In addition a vivid description of the present ISOLTRAP setup along with the standard experimental procedure is described. Special emphasis has been made on the development of a carbon cluster ion source for absolute mass measurements at ISOLTRAP.
abstract_translated_text: Reine radioaktive Ionenstrahlen mit hoher Strahlqualität können präpariert werden, indem man Ionenfallen mit der Laser-Resonanzionisationstechnik kombiniert. Eine Machbarkeitsstudie für eine solche Laser-Ionenfallenquelle, die eine deutliche Verbesserung der Emittanz und darüber hinaus eine variable Zeitstruktur des Ionenstrahls ermöglicht, wurde durchgeführt. Direkte, hochpräsise Massenmessungen um die Massenzahl A=22 sind von besonderem Interesse: Erstens wird die Masse des übererlaubten beta-Emitters 22^Mg und seiner Tochter 22^Na zum Test der Vektorstromerhaltungs(CVC)-Hypothese und der Unitarität der Quarkmischungsmatrix(CKM) - beides Vorhersagen des Standardmodells - benötigt. Zweitens sind die Massenwerte wichtige Parameter, um die Reaktionsrate 21^Na(p,gamma)22^Mg zu berechnen. Diese Rate wird benötigt, um eine obere Grenze für die charakteristische gamma-Strahlung, die in klassischen Nova-Bursts emittiert wird, zu extrahieren. Diese Strahlung wurde zwar gesucht, aber bisher noch nicht beobachtet. Mit dem Dreifallen-Massenspektrometer ISOLTRAP wurden die Massen von 21^Na, 22^Na, und 22^Mg mit einer relativen Massengenauigkeit von besser als 1,5*10^{-8} gemessen. Dies löste einen Konflikt zweier vorhandener Massenwerte für 22^Mg. Die Massenmessungen und ihre Konsequenzen werden vorgestellt. Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Entwicklung einer Kohlenstoff-Cluster-Laserionenquelle für absolute Massenmessungen bei ISOLTRAP gelegt.
abstract_translated_lang: ger
class_scheme: pacs
date: 2004
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00005194
ppn_swb: 1643940422
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-51942
date_accepted: 2004-12-15
advisor: HASH(0x55d997bb1a88)
language: eng
bibsort: MUKHERJEEMTHEMASSOF22004
full_text_status: public
citation:   Mukherjee, Manas  (2004) The mass of 22^Mg and a concept for a novel laser ion source trap.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/5194/1/thesis_Manas_Mukherjee.pdf