Atomic and molecular ions in intense ultra-fast laser fields

The interaction of a 60 fs 790 nm laser pulse with beams of Ar+, C+, H2+, HD+ and D2+ are discussed. Intensities up to 10^16 Wcm-2 are employed. An experimental z-scanning technique is used to resolve the intensity dependent processes in the confocal volume.

The virtual atomic and molecular data centre (VAMDC) consortium

The Virtual Atomic and Molecular Data Centre (VAMDC) Consortium is a worldwide consortium which federates atomic and molecular databases through an e-science infrastructure and an organisation to support this activity. About 90% of the inter-connected databases handle data that are used for the interpretation of astronomical spectra and for modelling in many fields of astrophysics. Recently the VAMDC Consortium has connected databases from the radiation damage and the plasma communities, as well as promoting the publication of data from Indian institutes. This paper describes how the VAMDC Consortium is organised for the optimal distribution of atomic and molecular data for scientific research. It is noted that the VAMDC Consortium strongly advocates that authors of research papers using data cite the original experimental and theoretical papers as well as the relevant databases.

Polarization and correlation phenomena in the radiative electron capture by bare highly-charged ions

In dieser Arbeit wird die Wechselwirkung zwischen einem Photon und einem Elektron im starken Coulombfeld eines Atomkerns am Beispiel des radiativen Elektroneneinfangs beim Stoß hochgeladener Teilchen untersucht. In den letzten Jahren wurde dieser Ladungsaustauschprozess insbesondere für relativistische Ion–Atom–Stöße sowohl experimentell als auch theoretisch ausführlich erforscht. In Zentrum standen dabei haupsächlich die totalen und differentiellen Wirkungsquerschnitte. In neuerer Zeit werden vermehrt Spin– und Polarisationseffekte sowie Korrelationseffekte bei diesen Stoßprozessen diskutiert. Man erwartet, dass diese sehr empfindlich auf relativistische Effekte im Stoß reagieren und man deshalb eine hervorragende Methode zu deren Bestimmung erhält. Darüber hinaus könnten diese Messungen auch indirekt dazu führen, dass man die Polarisation des Ionenstrahls bestimmen kann. Damit würden sich neue experimentelle Möglichkeiten sowohl in der Atom– als auch der Kernphysik ergeben. In dieser Dissertation werden zunächst diese ersten Untersuchungen zu den Spin–, Polarisations– und Korrelationseffekten systematisch zusammengefasst. Die Dichtematrixtheorie liefert hierzu die geeignete Methode. Mit dieser Methode werden dann die allgemeinen Gleichungen für die Zweistufen–Rekombination hergeleitet. In diesem Prozess wird ein Elektron zunächst radiativ in einen angeregten Zustand eingefangen, der dann im zweiten Schritt unter Emission des zweiten (charakteristischen) Photons in den Grundzustand übergeht. Diese Gleichungen können natürlich auf beliebige Mehrstufen– sowie Einstufen–Prozesse erweitert werden. Im direkten Elektroneneinfang in den Grundzustand wurde die ”lineare” Polarisation der Rekombinationsphotonen untersucht. Es wurde gezeigt, dass man damit eine Möglichkeit zur Bestimmung der Polarisation der Teilchen im Eingangskanal des Schwerionenstoßes hat. Rechnungen zur Rekombination bei nackten U92+ Projektilen zeigen z. B., dass die Spinpolarisation der einfallenden Elektronen zu einer Drehung der linearen Polarisation der emittierten Photonen aus der Streuebene heraus führt. Diese Polarisationdrehung kann mit neu entwickelten orts– und polarisationsempfindlichen Festkörperdetektoren gemessen werden. Damit erhält man eine Methode zur Messung der Polarisation der einfallenden Elektronen und des Ionenstrahls. Die K–Schalen–Rekombination ist ein einfaches Beispiel eines Ein–Stufen–Prozesses. Das am besten bekannte Beispiel der Zwei–Stufen–Rekombination ist der Elektroneneinfang in den 2p3/2–Zustand des nackten Ions und anschließendem Lyman–1–Zerfall (2p3/2 ! 1s1/2). Im Rahmen der Dichte–Matrix–Theorie wurden sowohl die Winkelverteilung als auch die lineare Polarisation der charakteristischen Photonen untersucht. Beide (messbaren) Größen werden beträchtlich durch die Interferenz des E1–Kanals (elektrischer Dipol) mit dem viel schwächeren M2–Kanal (magnetischer Quadrupol) beeinflusst. Für die Winkelverteilung des Lyman–1 Zerfalls im Wasserstoff–ähnlichen Uran führt diese E1–M2–Mischung zu einem 30%–Effekt. Die Berücksichtigung dieser Interferenz behebt die bisher vorhandene Diskrepanz von Theorie und Experiment beim Alignment des 2p3/2–Zustands. Neben diesen Ein–Teichen–Querschnitten (Messung des Einfangphotons oder des charakteristischen Photons) wurde auch die Korrelation zwischen den beiden berechnet. Diese Korrelationen sollten in X–X–Koinzidenz–Messungen beobbachtbar sein. Der Schwerpunkt dieser Untersuchungen lag bei der Photon–Photon–Winkelkorrelation, die experimentell am einfachsten zu messen ist. In dieser Arbeit wurden ausführliche Berechnungen der koinzidenten X–X–Winkelverteilungen beim Elektroneneinfang in den 2p3/2–Zustand des nackten Uranions und beim anschließenden Lyman–1–Übergang durchgeführt. Wie bereits erwähnt, hängt die Winkelverteilung des charakteristischen Photons nicht nur vom Winkel des Rekombinationsphotons, sondern auch stark von der Spin–Polarisation der einfallenden Teilchen ab. Damit eröffnet sich eine zweite Möglichkeit zur Messung der Polaristion des einfallenden Ionenstrahls bzw. der einfallenden Elektronen.

Universality and Halo Nuclei

Universal aspects of few-body systems will be reviewed motivated by recent interest in atomic and nuclear physics. The critical conditions for the existence of excited states in three-body systems with two-identical particles will be explored. In particular, we consider halo nuclei that can be modeled as three-body nuclear systems, with two halo neutrons and a core. In this context, we also discuss the low-energy neutron-C-19 elastic scattering, near the conditions for the appearance of an Efimov state.

Basic nuclear and radiation physics.

Cover title.

Outline of the progress in the study of radioactive nuclear physics and super-heavy nuclei

We briefly introduce the current status and progress in the field of radioactive ion beam physics and the study of super-heavy nuclei. Some important problems and research directions are outlined, such as the sub-barrier fusion reaction, the direct reaction at Fermi energy and high energies, the property of nuclei at drip-lines, new magic numbers and new collective motion modes for unstable nuclei and the synthesis and study of the super-heavy nuclei.

Computational challenges in atomic, molecular and optical physics

Six challenges are discussed. These are the laser-driven helium atom; the laser-driven hydrogen molecule and hydrogen molecular ion: electron scattering (with ionization) from one-electron atoms; the vibrational and rotational structure of molecules such as H-3(+) and water at their dissociation limits; laser- heated clusters; and quantum degeneracy and Bose-Einstein condensation. The first four concern fundamental few-body systems where use of high-performance computing (HPC) is currently making possible accurate modelling from first principles. This leads to reliable predictions and support for laboratory experiment as well as true understanding of the dynamics. Important aspects of these challenges addressable only via a terascale facility are set out. Such a facility makes the last two challenges in the above list meaningfully accessible for the first time, and the scientific interest together with the prospective role for HPC in these is emphasized.

Student support materials por AQA A2 Physics : unit 5 nuclear and thermal physics and option units.

Libro de apoyo a los alumnos de bachillerato en el área de la Física. Abarca los siguientes temas: radioactividad, energía nuclear, física térmica, astrofísica, física médica, física aplicada e hitos en la historia de la física. Incluye también una sección para la preparación de los exámenes oficiales con ayudas sobre el funcionamiento de la ciencia, el uso de algoritmos y logaritmos, datos y fórmulas, preguntas similares a los exámenes oficiales, y respuestas, explicaciones y consejos para la superación de las pruebas.