Experimentelle Untersuchungen der astrophysikalisch und plasma relevanten Wasserstoff und Heliumchemie in Hoch- und Niedrigtemperatur Ionenspeichern und Ionenleitern

• Antragsteller: Professor Dr. Stephan Schlemmer
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324334646

Neutrale und ionisierte Wasserstoffatome und Moleküle spielen eine bedeutende Rolle in der Natur, wie z. B. im frühen Universum, in der Interstellaren und zirkumstellaren Materie oder auch in vielen technischen Prozessen, wobei Fusionsreaktoren sicher zu den komplexesten gehören. Um die Bildung und Zerstörung von Wasserstoffaggregaten unter verschiedenen Bedingungen zu modellieren, braucht man grundlegende Daten für die beteiligten Elementarschritte, und dies vor allem über weite Bereiche von Temperatur und Dichte. Das Ziel dieses Antrags ist die Fortführung und Vertiefung der Zusammenarbeit unser Gruppen in Deutschland und Serbien. In den in Köln zur Verfügung stehenden kalten Ionenspeichern wurden bereits interessante Ergebnisse erzielt wie z.B. der Protontransfer von heißen H3+ zu He bei Temperaturen von wenigen K oder komplexe Infrarotspektren von He-H3+, einem System von fundamentaler Bedeutung. Da H3+ nicht nur für die Astrochemie von Bedeutung ist, sondern auch für heiße Wasserstoffplasmen, müssen unsere Tieftemperaturaktivitäten ergänzt werden durch Experimente bei Energien im eV Bereich. Dies wird ermöglicht durch die Erfahrungen von Prof. Igor Savic und seiner Arbeitsgruppe in Serbien. Die experimentellen Aktivitäten dieses Antrags bestehen aus der Komplettierung einer Apparatur mit geführten Ionenstrahlen in Köln unter Verwendung der dort vorhandenen Ressourcen und dem Transfer dieses Instruments nach Novi Sad im Frühjahr 2017. Im Zentrum der wissenschaftlichen Zielsetzungen dieses Antrags stehen Untersuchungen zu Stößen von H3+ mit He als Funktion der Anregung des Ions und der Translationsenergie. Zukünftige Experimente werden sich auch mit anderen Ionen beschäftigen (z. B. Kohlenwasserstoffe) bei Energien bzw. Temperaturen, die für Fusionsreaktoren und Sternumgebungen von Bedeutung sind. Unsere Tieftemperaturaktivitäten werden im Rahmen des DFG Gerätezentrums "Kölner Zentrum für Terahertz-Spektroskopie" weitergeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Serbien
• ausländischer Mitantragsteller: Dr. Igor Savic
• Kooperationspartner: Professor Dr. Dieter Gerlich (†)