alternating gradient - abbremsung von benzonitril - CFEL at DESY
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14 Theoretische Grundlagen<br />
Energie in GHz<br />
100<br />
50<br />
0<br />
-50<br />
J = 3/2<br />
0 50 100 150<br />
Elektrische Feldstärke in kV/cm<br />
MJΩ<br />
-9/4<br />
-3/4<br />
3/4<br />
9/4<br />
2<br />
1,9<br />
1,8<br />
F = 2<br />
1,7 f<br />
F = 1<br />
0,1 F = 2<br />
e<br />
0<br />
F = 1<br />
-0,1<br />
-0,2<br />
Energie in GHz<br />
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4<br />
Elektrische Feldstärke in kV/cm<br />
Abbildung 2.4: Der Stark-Effekt <strong>von</strong> OH. Auf der linken Seite ist die Aufspaltung<br />
in vier Niveaus bei hohen Feldstärken dargestellt, rechts ist zur Verdeutlichung der<br />
Hyperfeinstruktur eine Vergrößerung bei kleinen Feldern zu sehen. Die Energie be-<br />
zieht sich auf E(| 2 Π 3/2, J = 3/2, e, F = 1〉, E = 0) = 0 [61].<br />
Terme in zwei Zustände mit |MJΩ| = 3/4 bzw. |MJΩ| = 9/4 auf. Der Stark-Effekt<br />
des X 2 Π 3/2, J = 3/2-Zustandes ist in Abb. 2.4 zu sehen.<br />
2.2.3 Hyperfeinstruktur<br />
In der bisherigen Beschreibung der Energieniveaus und des Stark-Effektes wurde<br />
<strong>von</strong> �J als dem Gesamtdrehimpuls des Moleküls ausgegangen. Dabei wurde ver-<br />
nachlässigt, dass letzterer bei exakter Betrachtung durch die Kopplung des Kern-<br />
spins �I des H-Atoms mit �J gegeben ist, also durch �F = �J + �I mit den korrespon-<br />
dierenden Quantenzahlen F und MF = F, F − 1, . . . , −F. Als Konsequenz spalten<br />
beide | 2 Π 3/2, J = 3/2〉-Zustände in einen (F = 1)- und einen (F = 2)-Term auf. Im<br />
Feld ergibt sich eine weitere Aufspaltung in Niveaus mit verschiedenen Werten <strong>von</strong><br />
|MF|. Die Beiträge der Hyperfeinstruktur können analytisch berechnet werden [61]<br />
und sind in Abb. 2.4 für den Bereich kleiner Felder gezeigt.<br />
2.3 Altern<strong>at</strong>ing Gradient-Prinzip<br />
Das grundlegende Verfahren, an welches die Altern<strong>at</strong>ing Gradient-Abbremsung (AG-<br />
Abbremsung) anknüpft, wird als Stark-Abbremsung bezeichnet [37]. Bei dieser Tech-<br />
nik breitet sich ein Molekularstrahl durch eine periodische Anordnung <strong>von</strong> Elektro-<br />
denpaaren aus, zwischen denen eine Hochspannung <strong>von</strong> einigen kV anliegt. Jedes<br />
Elektrodenpaar formt dabei eine elektrische Linse, welche tieffeldsuchende Mole-<br />
küle in einer transversalen Richtung fokussiert. Wenn diese Moleküle in das inho-<br />
|M F |<br />
2<br />
1<br />
0,1<br />
0<br />
0,1<br />
0<br />
2<br />
1
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