Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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A: Atomphysik

A 19: Symposium Hochgeladene Ionen III

A 19.8: Vortrag

Freitag, 19. März 1999, 18:45–19:00, TE1

Ein kaltes Atomtarget zur transversalen Diagnose schneller Ionenstrahlen in Speicherringen — •B. Eike, V. Luger, I. Manek, R. Grimm und D. Schwalm — Max-Planck-Institut für Kernphysik, Postfach 103980, 69029 Heidelberg
Ultrakalte Atome in einer magneto-optischen Falle (MOT) bieten neue Möglichkeiten zur Diagnose von schnellen Ionenstrahlen in Speicherringen. In einer Cäsium-MOT mit hohem Magnetfeldgradienten (ca. 50 G/cm) können Wolkendurchmesser unter 100µm erreicht werden. Mit Hilfe von einfachen statischen Magnetfeldern (wenige 10 G) kann eine solche Wolke exakt positioniert werden. Durch Variation der Felder ist es entsprechend möglich, mit der kalten Atomwolke einen Ionenstrahl abzuscannen. Misst man dabei die Ionisationsrate im Cäsium in Abhängigkeit von der Wolkenposition, erhält man das Dichteprofil des Ionenstrahls in der Ebene des Scans mit einer Auflösung, die nur vom Durchmesser der Atomwolke abhängt. Für die Messung transversaler Temperaturen von Ionenstrahlen kann damit eine Verbesserung der Auflösung um zwei Größenordnungen gegenüber bestehenden Systemen erwartet werden, die auf der räumlichen Detektion von Restgasionisation basieren. Auf diese Weise könnte man selbst Ionenstrahlen, die durch Laserkühlung zu extremen Phasenraumdichten komprimiert werden, noch auflösen. Mit großen Wolkendurchmessern bietet eine solche kalte, dichte Atomwolke in einem Speicherring zudem interessante Möglichkeiten für Targetexperimente. Ein System dieser Art wird zur Zeit in einem Testaufbau untersucht und in Kürze am TSR implementiert werden.