alternating gradient - abbremsung von benzonitril - CFEL at DESY
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62 Ausblick<br />
Intensität in willkürlichen Einheiten<br />
5,75<br />
5,5<br />
5,25<br />
5,0<br />
252 m/s<br />
x 17<br />
220 m/s<br />
236 m/s<br />
203 m/s<br />
3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6<br />
TOF in ms<br />
(a) 54 Stufen<br />
5,5 146 m/s<br />
5,25<br />
5,0 211 m/s<br />
x17<br />
181 m/s<br />
5 6 7<br />
TOF in ms<br />
(b) 81 Stufen<br />
5,25 96 m/s<br />
5,0<br />
x5<br />
158 m/s<br />
x85<br />
x5<br />
7 8 9 10 11<br />
TOF in ms<br />
(c) 108 Stufen<br />
Abbildung 6.1: Abbremssimul<strong>at</strong>ionen für Benzonitril im Grundzustand mit dem<br />
auf zwei (a), drei (b) und vier (c) Module verlängerten Abbremser. Die Intensitäts-<br />
achse in (a) und (b) h<strong>at</strong> jeweils den gleichen Maßstab, in (c) wurde sie mit dem<br />
Faktor 5 skaliert.<br />
berechnet. Für kleine Geschwindigkeiten wird die transversale Fokussierung, wie<br />
in Abschnitt 2.3.3 (S. 20) beschrieben, problem<strong>at</strong>isch, so dass zum weiteren Ab-<br />
bremsen eine andere Elektrodengeometrie in Betracht gezogen werden muss. Um<br />
die restliche kinetische Energie zu entziehen, wird daher ein spezielles Abbrems-<br />
modul benötigt, welches z. B. aus etwa 15 bis 20 individuell angepassten, kürzeren<br />
Abbremsstufen besteht, die einer Falle vorgelagert sind. Altern<strong>at</strong>iv kann die Ap-<br />
par<strong>at</strong>ur zuvor auf insgesamt 4 Module verlängert werden. Abb. 6.1(c) zeigt Simu-<br />
l<strong>at</strong>ionen für diesen Fall mit unveränderter Elektrodengeometrie und quadr<strong>at</strong>isch<br />
variierender Fokussierlänge. Mit d = 5, 25 mm könnten die Moleküle auf 96 m/s<br />
(∆E kin/E kin = 91 %) abgebremst werden, ab d = 5, 35 mm wären sie langsam genug,<br />
um direkt in eine Falle geladen zu werden. Eine Verbesserung der sehr geringen In-<br />
tensität bei hohen d-Werten könnte dabei durch Verwendung <strong>von</strong> Zeitsequenzen<br />
mit variierendem d oder durch eine andere Elektrodenanordnungen erreicht wer-<br />
den. Als Fallen sind bereits existierende elektrische Wechselstrom-Fallen geeignet,<br />
die unter Ausnutzung des AG-Prinzips hochfeldsuchende Moleküle speichern kön-<br />
nen und die ebenfalls am Fritz-Haber-Institut entwickelt werden [44–46].<br />
Zu den Molekülen, die mit dem langen AG-Abbremser signifikant verlangsamt wer-<br />
den könnten, gehören Tryptophan und kleine, polare Peptide. Mehrere Konforme-<br />
re <strong>von</strong> Tryptophan besitzen bei experimentell relevanten Feldstärken ein ähnlich<br />
großes effektives Dipolmoment pro Masseneinheit wie Benzonitril im Grundzu-
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