Beobachtung von ICD im Zeitbereich

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ulrike Frühling
• 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 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 203306641

Ziel dieses Projektes ist es, die Entwicklung von ICD Prozessen direkt im Zeitbereich zu beobachten. Bei ICD Zerfällen ist oft die Zerfallszeit vergleichbar mit der Zeitskala der Kernbewegungen während des Zerfalls. Da die Effizienz von ICD stark vom Kernabstand der beteiligten Atome oder Moleküle abhängt, führt dies zu einer nicht trivialen Zerfallsfunktion, die nicht einfach aus spektralen Messungen abgeleitet werden kann. Die benutzte Methode ist THz-Streaking. Dabei wird der Prozess durch ultrakurze (Femtosekunden) XUV-Pulse gestartet und die emittierten Elektronen werden durch das elektrische Feld eines intensiven, phasenstabilen THz-Pulses beschleunigt. Die resultierende Impulsänderung hängt von der THz-Phase zum Ionisationszeitpunkt ab und das gemessene Elektronenspektrum setzt sich zusammen aus einer Faltung des Zeitprofils mit dem ursprünglichen ICD Elektronenspektrum. Sowohl die ionisierenden XUV-Pulse als auch die THz-Streaking Pulse werden in laserbasierten Laborquellen erzeugt. Während der ersten Förderperiode untersuchen wir ICD in Neon-Krypton van-der-Waals Clustern mit einfachen Flugzeit-Elektronenspektrometern. Das System wurde auf Grund der relativ hohen ICD Elektronenenergie und schmalen spektralen Breite gewählt. Dadurch wird es möglich sein, die Zeitstruktur aus den Streak-Spektren zu entfalten. In der zweiten Förderperiode planen wir in einem gemeinsamen Projekt der Frühling und Jahnke Gruppen, THz-Streaking mit einem COLTRIMS Experiment zu kombinieren. Im COLTRIMS Aufbau werden die Impulse aller erzeugten Teilchen koinzident gemessen. Hier wird es möglich sein, den Effekt des Streak-Feldes für jedes Ereignis ohne Einschränkungen für das anfängliche ICD Elektronenspektrum zu messen. Bei ICD Prozessen ist die Summe der kinetischen Energien der Ionen und des ICD Elektrons konstant, so dass Abweichungen von der erwarteten Energiesumme direkt auf die, von dem Streak-Feld an das Elektron übertragene Energie, zurückzuführen sind. Dadurch kann die Zerfallszeit für jedes einzelne Zerfallsereignis gemessen werden und auch die zeitliche Entwicklung aller anderen bei Koinzidenzmessungen beobachtbaren Parameter, wie z.B. die Summe der kinetischen Energien der Ionen (KER) und damit die Kerndynamik, untersucht werden. Damit wird es möglich die ICD Zerfallsdynamik vollständig zu messen.

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