Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 24: kleine Moleküle

MO 24.2: Vortrag

Freitag, 7. April 2000, 11:30–11:45, HS VI

Coulomb Explosion Imaging von H₃⁺ — •H. Kreckel¹, S. Krohn², M. Lange¹, J. Levin², M. Scheffel¹, D. Schwalm¹, R. Wester¹, A. Wolf¹, Z. Vager² und D. Zajfman² — ¹Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg — ²The Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel

Mit der Methode des Coulomb Explosion Imaging (CEI) wurde am MPI für Kernphysik das H₃⁺-Ion untersucht. Dazu wurde ein H₃⁺-Strahl von einem RFQ-Beschleuniger mit 1.44 MeV in den Speicherring TSR eingeschossen und für Zeiten von 1 ms bis 8 s gespeichert. Durch langsame Extraktion werden einzelne Moleküle extrahiert, und durch eine dünne Folie (60 Å) geschickt, in der innerhalb von 10⁻¹⁶ s die Bindungselektronen entfernt werden, woraufhin die Coulomb Explosion der positiv geladenen Kerne einsetzt. Da dieser Prozeß um Größenordnungen schneller ist, als die typischen Zeiten der Vibrationen oder Rotationen, kann aus der Messung der asymptotischen Geschwindigkeiten der drei Protonen auf die räumliche Struktur der H₃⁺-Ionen vor der Coulomb Explosion geschlossen werden. Die Messung von CEI-Ereignissen zu verschieden Speicherzeiten erlaubt es, die Relaxation angeregter Vibrations-Zustände zu untersuchen. Vibrationszustände, die dipol-erlaubt zerfallen können, haben typische Lebensdauern im Bereich von Millisekunden. Bei H₃⁺ gibt es aufgrund der Symmetrie metastabile Zustände, für die man deutlich längere Lebensdauern erwartet. Eine Analyse der Geschwindigkeitsspektren für verschiedene Speicherzeiten zeigt deutliche Variationen, die man auf den Zerfall metastabiler Zustände zurückführen kann.