Electron exchange dynamics in low-energy ion-atom interactions

Promotie: mw. I. Blank, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Electron exchange dynamics in low-energy ion-atom interactions

Promotor(s): prof.dr.ir. R. Hoekstra

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Dynamica van veeldeeltjessystemen

Elektronenoverdracht en ionisatieprocessen tussen hooggeladen ionen en atomen spelen een belangrijke rol in alle astrofysische en kunstmatige plasmaomgevingen. De beschrijving van de dynamica van dergelijke veeldeeltjessystemen is een grote uitdaging voor de theorie.

In haar proefschrift presenteert Ina Blank een systematische studie van elektronenoverdracht en ionisatie tussen langzame hooggeladen ionen (N ⁵⁺ , O ⁶⁺ en Ne ⁸⁺ ) en Na-atomen.

De experimenten werden uitgevoerd door middel van het meten van de kleine terugslag die een Na-atoom ondervindt tijdens de interactie met het hooggeladen ion. Het atomaire doelwit wordt gevormd door magneto-optisch gekoelde en gevangen Na-atomen. Deze methode geeft ook inzicht in de atomaire afstand waarop deze processen bij voorkeur plaatsvinden.

Theoretische berekeningen van elektronenoverdracht onthullen dat de structuren die zo werden waargenomen ontstaan door verschillende dynamische processen. Het blijkt dat tijdens de botsing het actieve elektron kan oscilleren tussen het doelwitatoom en het projectiel-ion, waarbij het aantal oscillaties gekoppeld is met de uiteindelijke kwantumtoestand van het elektron in het projectiel en met de botsingsenergie.

Uit de verkregen informatie kan ook een interpolatie gemaakt worden voor de werkzame doorsneden van het experimenteel ongrijpbare, maar voor fusie relevante metastabiele waterstof.

Ina Blank (Duitsland, 1982) studeerde natuurkunde in Breisgau. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het KVI en medegefinancierd door het GSI.