Anregung und Zerfall doppelt angeregter Zustände von H2, D2

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Die Untersuchung von doppelt angeregten Zuständen in Atomen wie etwa Helium mittels Synchrotronstrahlung gehören heute zu den wichtigsten Benchmark-Experimenten der Atomphysik. Hier wurde in einer Vielzahl theoretischer und experimenteller Arbeiten die Anregungsfunktion und die Winkelverteilung der Autoionisationselektronen untersucht. Entsprechende Untersuchungen am einfachsten Molekül, dem Wasserstoff (H2, D2), fehlen experimentell fast vollständig und sollen in diesem Projekt durchgeführt werden. Der elektronisch doppelt angeregte Zustand soll durch Absorption von Synchrotronstrahlungsphotonen populiert werden. Der Zerfall in ein Proton, ein Elektron und ein (angeregtes) Wasserstoffatom soll mittels einer vom Antragsteller mitentwickelten hochauflösenden bildgebenden Technik (COLTRIMS) vollständig differentiell beobachtet werden. Diese Experimente erlauben die Richtung (d.h. die Winkelverteilung auch im molekülfesten System) und Energie aller geladenen Teilchen gleichzeitig zu messen. Das Auseinanderlaufen der beiden Kerne bildet eine innere Uhr des Systems, die durch Messung der Energieaufteilung zwischen allen Fragmenten abgelesen werden kann. Der angeregte elektronische Zustand kann während dieser Dissoziation unter Emission eines Augerelektrons zerfallen. Die Winkelverteilung dieser Elektronen relativ zur Molekülachse spiegelt die Symmetrie des Zustandes und zusätzlich die Beugung der auslaufenden Elektronenwelle am zurückbleibenden Molekülion. Anregung und Zerfall dieser einfachsten doppelangeregten Molekülzustände können mit dieser Technik mit beispielloser Genauigkeit und Vollständigkeit untersucht werden.