Stopping Power Measurements of Ion Beams in Non-ideal Plasmas

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Die Wechselwirkungsprozesse (Energieverlust und Ladungszustandsänderung) von Schwerionen mit nichtidealen, stark gekoppelten Plasmen sollen systematisch in Abhängigkeit von Ionenenergie, Ionenmasse und Plasmaparametern, wie freie Elektronendichte und Kopplungsparameter, untersucht werden. Im Gegensatz zur Wechselwirkung mit idealen, schwach gekoppelten Plasmen, für die eine breitere Datenbasis vorliegt, zu der in den vergangenen Jahren auch die Untersuchungen der Abteilung Plasmaphysik der GSI Darmstadt beigetragen haben, existieren für nichtideale Plasmen nur wenige experimentelle Daten. Die genauen Kenntnisse dieser Wechselwirkungsprozesse sind unter anderem relevant auf den Gebieten der Laborastrophysik und der Grundlagenforschung zur Trägheitsfusion. Ein Plasmatyp, der sich für solche Untersuchungen hervorragend eignet, sind schockwellenerzeugte Plasmen, bei denen die Schockwelle durch Explosion einer kleinen Menge Sprengstoff generiert wird. Diese Plasmen zeichnen sich durch ein makroskopisches Volumen (Wechselwirkungszone mit dem Ionenstrahl), das sehr homogen in bezug auf die Plasmaparameter ist, aus. Das ITEP in Moskau und ICP in Chernogolovka haben Erfahrung auf dem Gebiet der Erzeugung solcher Plasmen und bisher Messungen zum Energieverlust von Protonen durchgeführt. Die Ausweitung der Wechselwirkungsmessungen an stark gekoppelten Plasmen auf Schwerionen und die Weiterentwicklung der schockwellengetriebenen Plasmatargets sind das Ziel dieses Forschungsvorhabens, dessen Realisierung auf der Kombination der bisherigen Erfahrungen zur Plasma-Ionen-Wechselwirkung der Abteilung Plasmaphysik bei GSI und der Gruppen von ITEP und ICP basiert.