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Die HITRAP Abbrems-und Fallenanlage


HITRAP ist eine Ionenfallenanlage, gebaut zum Einfang und Kühlen hoch geladener Ionen (HCI) am GSI-Beschleunigerkomplex. An der HITRAP Anlage werden schwere, hochgeladene Ionen nackt (bis zu Uran U92+ ), wasserstoffähnlich, oder mit nur wenigen Elektronen bei niedrigen Temperaturen verfügbar sein. Zur Produktion werden hoch geladene Ionen im Schwerionen-Synchrotron SIS beschleunigt, beim Durchgang durch eine Folie auf den gewünschten Ladungszustand gebracht und  in den Speicherring ESR injiziert. Im ESR werden die Ionen auf eine Energie von  4 MeV/u abgebremst. Sie werden dann extrahiert, weiter abgebremst und auf die Temperatur flüssigen Heliums in einer Penningfalle gekühlt. Mit dieser neuartigen Technik zum Abbremsen, Fangen und Kühlen hoch geladener Ionen werden atomphysikalische Studien mit langsamen HCI bis hin zu nacktem Uran, in Wechselwirkung mit Photonen, Atomen, Molekülen, Clustern, Oberflächen und Festkörpern durchgeführt. Beispiele sind die Messung des g-Faktors des gebundenen Elektrons in wasserstoffähnlichen Ionen die einen weiteren zwingenden Test von QED Berechnungen in starken Feldern liefert und  die Hochpräzisionsmassenspektrometrie, die eine genaue Berechnung von atomaren Bindungsenergien in Systemen mit nur wenigen Elektronen erlaubt. Die technologische Erfahrung des Abbremsens, Einfangens und Kühlens von HCI, die an der HITRAP-Einrichtung gewonnen wird, wird für eine ähnliche Falleinrichtung am zukünftigen Speicherring NESR genutzt und auch auf die Produktion von langsamen Antiprotonen erweitert werden.
Experimente mit hochgeladenen Ionen bei niedrigen Energien:

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