Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 32: Scattering and Energy Transfer

MO 32.6: Vortrag

Montag, 7. März 2005, 12:00–12:15, HU 2097

Rotationskalte Molekülionen aus einer kryogenen 22-Pol Ionenfalle im TSR Speicherring — •Michael Motsch¹, Holger Kreckel¹, Dirk Schwalm¹, Dieter Gerlich² und Andreas Wolf¹ — ¹Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg — ²Institut für Physik, Technische Universität Chemnitz, 09107 Chemnitz, Germany

Hochauflösende Elektronenstoß-Experimente mit kleinen Molekülionen am TSR-Speicherring bei Energien im milli-eV-Bereich sind empfindlich auf die interne Anregung der Moleküle bis hinunter zu den tiesfsten Rotations- und Vibrationsniveaus. Während der langen Speicherzeiten im TSR (typisch 1..100 s) erreichen die meisten infrarotaktiven Ionen durch spontane Strahlungsemission die Temperatur der 300 K Umgebungsstrahlung. Für homoatomare Molekülionen wie H₂⁺, D₂⁺, H₃⁺ hingegen, die kein Dipolmoment besitzen, ist spontane Relaxation viele Grössenordnungen langsamer und daher im Speicherring nicht beobachtbar. Um dennoch wohldefinierte Stossexperimente im TSR durchführen zu können, bedarf es eines aktiven Kühlungsmechanismus. Es ergibt sich durch die fehlende Strahlungskopplung sogar die Möglichkeit subthermale Ensembles mit Temperaturen weit unterhalb von 300 K zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde eine kryogene 22-Pol-Falle entwickelt, die seit kurzem als Ionenquelle am TSR eingesetzt wird. Die gesamte Falle ist auf einem 10 K-Kaltkopf montiert. In der Apparatur werden Ionen durch Radiofrequenzfelder gefangen (ähnlich einer Paul-Falle) und durch Stösse mit einem kalten Puffergas abgekühlt, bevor sie beschleunigt und in den TSR eingeschossen werden.