Heidelberg 1999 – scientific programme

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A: Atomphysik

A 19: Symposium Hochgeladene Ionen III

A 19.6: Talk

Friday, March 19, 1999, 18:00–18:30, TE1

Anomales Verhalten lasergekühlter Ionenstrahlen bei extrem tiefen Temperaturen — •M. Weidemüller¹, B. Eike¹, U. Eisenbarth¹, M. Grieser¹, R. Grimm¹, I. Lauer¹, P. Lenisa¹, V. Luger¹, M. Mudrich¹, T. Schätz², U. Schramm² und D. Schwalm¹ — ¹MPI für Kernphysik, 69029 Heidelberg — ²Sektion Physik, LMU München, 85748 Garching

Bei extrem hohen Phasenraumdichten zeigen gespeicherte Ionen-Ensemble aufgrund der Coulomb-Abstoßung ausgeprägtes kollektives Verhalten bis hin zu Phasenübergängen in geordnete Zustände. Mit dem Ziel der Untersuchung solcher Phänomene an schnellen gespeicherten Ionenstrahlen werden am Heidelberger Speicherring TSR Laserkühlexperimente an ⁹Be⁺ durchgeführt. Durch die Entwicklung neuer, optimierter Laserkühlschemata sind die Untersuchungen nun in einen Bereich vorgedrungen, in dem ein Phasenübergang zu einer linearen Coulomb-Kette erwartet wird.

Tatsächlich zeigen neueste Messungen unterhalb einer bestimmten linearen Teilchendichte (∼ 50 µm Mindestabstand) ein plötzliches, sprunghaftes Verhalten: Strahlinterne Streuung und Aufheizprozesse verschwinden schlagartig, und die longitudinale Strahltemperatur springt unter die experimentelle Auflösungsgrenze von 200 mK. Die Beobachtungen sind konsistent mit dem erwarteten Phasenübergang zu einer linearen Kette, doch können andere Ursachen derzeit noch nicht mit Gewissheit ausgeschlossen werden.