German Title: Ein- und zwei-Elektronenprozesse in Ladungstransfer und Einfachionisation in Ion-Lithium Kollisionen

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Abstract

In this work the dynamics of one- and two-electron transitions in ion-lithium collisions is investigated. The measurements are performed with a novel experimental technique (MOTReMi) combining a magneto-optically trapped (MOT) Li target with a Reaction Microscope (ReMi) enabling the momentum resolved and coincident detection of the target fragments. This apparatus was implemented in the ion storage ring TSR providing electron-cooled projectile beams with high currents and low momentum spread. Due to the high resolution and by means of optical excitation, for the first time initial state selective fully differential cross sections for ion-impact induced ionization and charge transfer became available. Transitions of 1s, 2s and 2p target electrons were investigated shedding light on the role of the projectile coherence length, electronic correlation in two-electron transitions and target polarization effects, thereby enhancing our understanding of the few-body problem in quantum dynamics.

Translation of abstract (German)

In dieser Arbeit werden ein- und zwei-Elektronenübergänge in Kollisionen von Ionen mit Lithium untersucht. Die Messungen werden mit einem neuartigen experimentellen Aufbau (MOTReMi) durchgeführt, der eine magneto-optische Falle (MOT) für ein Lithium Target mit einem Reaktionsmikroskop (ReMi) kombiniert, was eine impulsaufgelöste und koinzidente Detektion der Targetfragmente ermöglicht. Dieser Aufbau war in dem Ionenspeicherring TSR integriert, der elektronengekühlte Projektilstrahlen mit hohen Strömen und kleiner Impulsbreite bereitstellte. Die hohe Auflösung und die Möglichkeit optischer Anregung erlaubten zum ersten Mal die Messung zustands-selektiver volldifferentieller Wirkungsquerschnitte für Ionisation und Ladungstransfer durch Ionenstoß. Dabei wurden Übergänge der 1s, 2s und 2p Elektronen des Lithium Targets untersucht, die Aufschluss über die Rolle der Projektilkohärenz, die Elektronenkorrelation in zwei-Elektronenübergängen sowie Target Polarisationseffekte geben, was zu einem besseren Verständnis des Mehr-Teilchen Problems der Quantendynamik beiträgt.