Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen

Bünermann O (2003)
Bielefeld (Germany): Bielefeld University.

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Bielefeld Master Thesis | German
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Im Rahmen der vorgestellten Diplomarbeit wurde eine Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von Helium-3-Tröpfchen konstruiert und getestet. Sie ermöglicht es, Temperaturen bis zu 8K zu erreichen. Somit können sowohl Helium-3-Tröpfchen, die eine Düsentemperatur von 11 - 13K benötigen, als auch sehr große Helium-4-Tröpfchen (N > 10^6) erzeugt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Einfluss der suprafluiden Helium-4-Tröpfchen auf angelagerte Fremdteilchen im Gegensatz zu dem der normalfluiden Helium-3-Tröpfchen zu untersuchen. Der erste Teil der Arbeit besteht in der Charakterisierung der neuen Quelle. Im Verhalten des Heliumflusses durch die Düse zeigt sich eine Abweichung von der Theorie bei sehr tiefen Düsentemperaturen, er nimmt nicht mehr proportional zu 1/T^(1/2) zu. Die Ursache dieser Abweichungen ist nicht verstanden. Als nächster Schritt wurde das bekannte Spektrum von mit Natrium dotierten Helium-4-Tröpfchen vermessen und die Tröpfchengrößenabhängigkeit diskutiert. Dabei wurde die Methode der Laserinduzierten Fluoreszenz verwendet. Des weiteren wurde gezeigt, dass mit der aufgebauten Clusterquelle Helium-3-Tröpfchen erzeugt werden können. Ein Spektrum von mit Na dotierten Helium-3-Tröpfchen wurde aufgenommen und mit dem entsprechenden Helium-4-Spektrum verglichen. Sie zeigen starke Ähnlichkeiten, wie es im Wesentlichen durch die Rechnungen von M. Pi et al. vorhergesagt wurde [Physical Review Letters, Surface location of sodium atoms attached to ^3He nanodroplets, eingereicht]. Daraus folgt, dass Helium-3-Tröpfchen mit einer ähnlichen Effizienz wie die Helium-4-Tröpfchen mit Alkaliatomen dotiert werden können, und dass sich die Alkaliatome auf Helium-3-Tröpfchen ähnlich wie auf Helium-4-Tröpfchen verhalten. Sie sind auf der Oberfläche gebunden und es bilden sich Exziplexe bei elektronischer Anregung. Das Maximum der Absorption ist im Fall von Helium-3 leicht zu höheren Energien verschoben. Die niederenergetische Stufe, die sich im Spektrum des Natrium-dotierten Helium-4-Tröpfchens findet, ist im Spektrum von mit Natrium dotierten Helium-3-Tröpfchen nicht vorhanden. Dies verstärkt die Vermutung, dass sie im Fall von Helium-4 aus einem Zustand resultiert, der mit der suprafluiden Eigenschaft der Helium-4-Tröpfchen zusammenhängt. Abschließend werden am Max-Born-Institut in Berlin durchgeführte Messungen vorgestellt, die zeigen, dass es möglich ist, Femtosekunden-Pump-Probe-Messungen von Alkali-dotierten 3He-Tröpfchen durchzuführen. Obwohl die Helium-3-Tröpfchen im Gegensatz zu den Helium-4-Tröpfchen normalfluid sind, zeigen sich bei der Untersuchung der Oberflächendynamik sowie in der Bildung von Exziplexen nur geringe Unterschiede.
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Bünermann O. Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2003.
Bünermann, O. (2003). Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University.
Bünermann, O. (2003). Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University.
Bünermann, O., 2003. Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen, Bielefeld (Germany): Bielefeld University.
O. Bünermann, Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen, Bielefeld (Germany): Bielefeld University, 2003.
Bünermann, O.: Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen. Bielefeld University, Bielefeld (Germany) (2003).
Bünermann, Oliver. Aufbau einer Düsenstrahlquelle zur Erzeugung von 3He- und großen 4He-Tröpfchen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University, 2003.
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