Erste Schritte in Richtung der Atomphysik von Stößen schneller Ionen mit langsamen Ionen

• Antragsteller: Dr. Alexandre Gumberidze; Professor Dr. Thomas Stöhlker
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242466942

Das Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung von elementaren atomaren Prozessen in Stöße von schnellen Ionen mit langsamen Ionen. Messungen und zuverlässige theoretische Vorhersagen sind für diese Stöße in dem zu untersuchenden Bereich, wo der Energieverlust und alle primären Prozesse wie Elektroneneinfang, Elektronenverlust und Anregung ihr Maximum erreichen, nicht vorhanden. Für die Atomphysik ist dies eine echte Terra Incognita. Obwohl Ion-Ion Stöße zu den häufigsten Phänomenen im Universum zählen, sind sie im Labor am wenigsten untersucht. Das Kreuzen von zwei Ionenstrahlen unter kontrollierten Bedingungen war schon immer, unabhängig vom physikalischen Arbeitsgebiet, eine experimentelle Herausforderung. Die Ionenstrahlen mit höchster Intensität, Stabilität und ionen-optischer Qualität, die mit den zukünftigen Großanlagen FAIR (Deutschland) und SPIRAL2 (Frankreich) zur Verfügung stehen, werden schließlich die Erweiterung der Untersuchungen in den oben genannten Bereich ermöglichen.Um dieses herausfordernde Ziel zu erreichen, wird ein einzigartiger Experimentaufbau mit gekreuzten Ionenstrahlen für die Messung von absoluten Wirkungsquerschnitten gebaut. Zu den gravierenden Engpässen, die überwunden werden müssen, zählen u.a. die Lebensdauer der Stripper-Folien unter der Bestrahlung mit hochintensiven Ionenstrahlen, die Kontrolle über die Überlappungszone der Strahlen und die Kontrolle über alle andere Experimentbedingungen für die multikoinzidenten Messungen. Um diese Herausforderungen zu meistern, werden folgende Machbarkeitsstudien durchgeführt: Konzeptstudie für die Stripperfolien für hochintensive Ionenstrahlen (gepulst und nicht gepulst), Detektorsystem für Ionen, Kontrolle der Ionenstrahlen und Unterdrückung des Untergrundes in der Wechselwirkungskammer. Basierend auf diesen Studien wird der optimaler Experimentaufbau konzipiert, gebaut und erste Experimente durchgeführt.Die an diesem Projekt beteiligte Kollaboration bestehend aus zwei deutschen und zwei französischen Partnern ist dabei durch die jeweiligen spezifischen Expertisen und langjährige Tradition der Zusammenarbeit besonders gut aufgestellt, die oben genannten Herausforderungen zu bewältigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Großgeräte: Chamber and detection systems for High energy ions ; Part of the detection systems for High energy ions
• Gerätegruppe: 0260 Strahlungsmeßplätze (außer 033, 330-339, 405 und 615-619)
• Beteiligte Institution: CIMAP ; Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique; Université Paris 6 - CNRS ; Institut des Nanosciences de Paris
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Beteiligte Personen: Dr. Angela Bräuning-Demian; Thomas Köhler; Dr. Günter Weber