Rotational-state resolved quantum dynamics of molecular anions in a low temperature ion trap
Final Report Abstract
Im Rahmen des durch diese Sachbeihilfe geförderten experimentellen Forschungsprojekts haben wir eine Methode zur Messung absoluter Wirkungsquerschnitte für Elektronen-Ablösung von negativen Ionen entwickelt. Diese Methode haben wir auf verschiedene, vor allem molekulare Anionen angewandt und dabei absolute Wirkungsquerschnitte mit einer Genauigkeit von bis zu 5% bestimmen können. Aus diesen Messungen konnten wir auch neue Informationen über die Speichereigenschaften der verwendeten 22-Pol-Ionenfalle ableiten. Die Messung am atomaren Sauerstoff-Anion haben wir mit der besten verfügbaren quantenmechanischen Berechnung verglichen und aus der beobachteten Abweichung schließen können, dass es immer noch substantielle Schwierigkeiten bei der Berechnung dieser Größe gibt. In Experimenten mit molekularen Anionen haben wir den Einfluss der Rotations- und Vibrationszustände auf die Elektronen-Ablösung entschlüsseln können. Messungen an den in interstellaren Molekülwolken gefundenen Kohlenstoffketten haben erstmalig für diese Ionen absolute Wirkungsquerschnitte geliefert, die nun in Modellrechnungen der Entwicklung des interstellaren Mediums verwendet werden können. In Experimenten zu Reaktionen molekularer Anionen in der lonenfalle haben wir unsere genaue Messung der Reaktionswahrscheinlichkeit mit einem auf unseren ab initio Rechnungen basierenden statistischen Modell verglichen. Die beobachteten Abweichungen bei sehr tiefen Temperaturen bedürfen für ihre Erklärung voraussichtlich einer quantenmechanischen Streurechnung. In Messungen an deprotonierten Wasser-Clustern haben wir das Wachstum größerer Cluster durch Dreikörperstöße quantitativ untersucht, ein Prozess der für die Bildung von Wolkenkeimen in der Atmosphäre der Erde von Bedeutung sein könnte.
Publications
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Evaporation of trapped anions studied with a 22-pole ion trap in tandem timeof-flight configuration. Phys. Rev. A 78. 023402 (2008)
J. Mikosch, U. Frühling, S. Trippel, R. Otto, P. Hlavenka, D. Schwalm, M. Weidemüller, R. Wester
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Nonstandard behavior of a negative ion reaction at very low temperatures. Phys. Rev. Lett. 101. 063201 (2008)
R. Otto, J. Mikosch, S. Trippel, M. Weidemüller, R. Wester
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Absolute photodetachment cross section measurements of the O- and OH- anion. J. Chem. Phys. 130, 061105 (2009)
P. Hlavenka, R. Otto, S. Trippel, J. Mikosch, M. Weidemüller, R. Wester
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Das All im Labor. Physik-Journal 8 (2009). Nr. 6
S. Schlemmer, O. Asvany, R. Wester
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How can a 22-pole ion trap exhibit 10 local minima in the effective potential? J. Phys. B 42, 154007 (2009)
R. Otto, P. Hlavenka, S. Trippel, J. Mikosch, K. Singer, M. Weidemüller, R. Wester
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Radiofrequency multipole traps: Tools for spectroscopy and dynamics of cold molecular ions. J. Phys. B 42. 154001 (2009)
R. Wester
