Quantenzustandsaufgelöste Untersuchungen von ICD

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Dörner
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 203306641

Das beantragte Projekt ist Teil des Verlängerungsantrages der Forschergruppe 'Intermolecular Coulombic Decay' (ICD) (FOR 1789). ICD ist ein Abregungsmechanismus in schwach gebunden Clustern bei dem die Anregungsenergie in einem der Clusterbausteine auf der femtosekunden Zeitskala zu einem Nachbarn transferiert wird wo sie zur Emission eines niederenergetischen Elektrons führt. Wir planen diesen Prozess erstmals vollständig quantenzustandsaufgelöst im größtmöglichen und nur noch von der Unschärferelation begrenzten, Detail zu vermessen. Wir wollen den Quantenzustand (elektronisch und Vibration) sowohl für den Anfangs- als auch für den Endzustand erreichen und gleichzeitig die kinetische Energie des ICD Elektrons als auch der ionischen und neutralen Fragmente bestimmen. Zusätzlich werden wir die Zerfallszeit (über die Linienbreite) und die Winkelverteilung der ICD Elektronen im raumfesten System des Clusters messen. Diese bisher nie erreichte vollständige Information über den ICD erreichen wir indem wir ICD nach resonanter Anregung, statt wie in den meisten Vorgängeruntersuchung nach Ionisation untersuchen. Durch die Verwendung dieses Anregungsschema können wir die enorm hohe Auflösung der Photonenenergie an modernen Synchrotronanlagen (etwa 1meV) zusammen mit den Vorteilen der COLTRIMS Reaktionsmikroskope ausnutzen. Wir werden die Photonenenergie über die Anrgeungsresonenzen der kleinen Cluster scannen und die Kanäle betrachten in der der Cluster nach dem ICD in ein neutrales und ein geladenes Fragment zerbricht. Dabei können wir dann die Energien und Richtungen aller Teilchen in Koinzidenz messen. Als einfache aber fundamentale System wollen wir (mit aufsteigender Komplexität) HeNe, NeNe und NeNO untersuchen. Bei ICD in HeNe nach Anregung im He werden wir untersuchen wie die Dissoziationsenergie und die Winkelverteilung der ICD Elektronen von Elektronischen- und Vibrationszustand in dem der ICD stattfindet abhängt. Dies ist besonders im den Bereichen interessant in dem die Zustände überlappen und Interferenzeffekte auftreten können. Für NeNe gibt es zwei zusätzliche, mit dem normalen ICD konkurrierende, Zerfallsprozesse (Augerzerfall und Spektator ICD). Diese sollten sich in den Winkelverteilungen eindeutig identifizieren lassen. Unsere Messung an NeNO dient als Benchmark für das Theorieprojekt der Gruppe Dreuw für ICD in offenschaligen Systemen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1789: Intermolekularer und Interatomarer Coulomb-Zerfall