Zusammenfassung
In unserem Labor wird die Wechselwirkung von Atomen mit aus stehenden Lichtfeldern
gebildeten, räumlich und zeitlich perodischen Potentialen studiert. Ein wesentliches Ziel unserer Arbeit ist es dabei, die Welleneigenschaften der Materie genauer zu erforschen.
Unentbehrlich für diese Experimente ist ein leistungsfähiger Atomdetektor.
In meiner Diplomarbeit wird für diese Experimente ein orts und zeitauflösendes Detektionssystem für den effektiven Nachweis metastabiler Argonatome aufgebaut, das eine räumliche Auflösung von 20 Mikrometern und eine zeitliche von besser als
0,4 Mikrosekunden erreicht. Dieses System basiert auf einem ortsauflösenden Mikrokanalplattendetektor von Quantar Technology, dessen Widerstandsanode von einem Computersystem mit Hilfe eines Time to Amplitude Converters zeitaufgelöst ausgelesen werden kann. Das Computersystem pulst hierfür die Atomquelle und mißt die Flugzeit der Argonatome. Weiters steuert der Computer in unseren Experimenten einen auf einem motorisierten Halter montierten Spiegel und nimmt die gemessenen Daten in Abhängigkeit dieser Parameter auf. Die Orts
auflösung des Systems bringt dabei im Vergleich zu dem von diesem Detektor ersetzten nicht ortsauflösenden Channeltrondetektor eine Verkürzung der Meßzeit um den Faktor 100, was die Durchführung der Experimente viel einfacher und übersichtlicher gestaltet.
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Inhaltsverzeichnis
- 1 Übersicht über unser Labor
- 1.1 Die Atomstrahlapparatur
- 1.2 Der Detektor in der Anlage
- 1.3 Die Lichtquellen
- 2 Der Detektor
- 2.1 Die Detektion metastabilen Argons
- 2.2 Typ des verwendeten Detektors
- 2.3 Der Detektor im Zusammenhang mit dem Experiment
- 2.4 Computerlösung der Datenaufnahme
- 2.5 Grenzen des Programms
- 2.6 Die erreichte Leistung des Detektionssystems
- 3 Das Experiment
- 3.1 Übersicht über das Experiment
- 3.2 Theoretische Überlegungen zum Experiment
- 3.3 Der experimentelle Aufbau
- 3.4 Datenauswertung
- 3.5 Weitere experimentelle Beobachtungen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit dem Aufbau und der Anwendung eines orts- und zeitauflösenden Detektorsystems für metastabile Argonatome. Ziel ist es, die Welleneigenschaften von Materie mithilfe von stehenden Lichtfeldern zu erforschen. Das Detektorsystem ermöglicht eine räumliche Auflösung von 20 Mikrometern und eine zeitliche Auflösung von unter 0,4 Mikrosekunden.
- Entwicklung eines orts- und zeitauflösenden Detektorsystems für metastabile Argonatome
- Untersuchung der Welleneigenschaften von Materie mithilfe von stehenden Lichtfeldern
- Realisierung eines Braggbeugungsexperiments mit Argonatomen an einem stehenden Lichtpotential
- Analyse von Beugungseffekten, die durch eine zeitliche Intensitätsmodulation des Laserstrahls entstehen
- Vergleich der Atombeugung an Laserstrahlen mit der Röntgenbeugung an Kristallen in der Kristallographie
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 liefert einen Überblick über die experimentelle Apparatur, den Detektor und die Lichtquellen, die im Labor zum Einsatz kommen. Kapitel 2 beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktionsweise des neu entwickelten Detektorsystems, das eine Orts- und Zeitauflösung von 20 Mikrometern bzw. unter 0,4 Mikrosekunden erreicht. Kapitel 3 beschreibt das in dieser Arbeit durchgeführte Braggbeugungsexperiment mit Argonatomen an einem stehenden Lichtpotential. Dabei werden die theoretischen Grundlagen des Experiments beleuchtet und die experimentellen Ergebnisse dargestellt.
Schlüsselwörter
Metastabile Argonatome, Atomoptik, Detektor, Mikrokanalplattendetektor, Braggbeugung, stehendes Lichtfeld, Zeitliche Intensitätsmodulation, Atombeugung, Röntgenbeugung, Kristallographie.
- Arbeit zitieren
- Wolfgang Sailer (Autor:in), 1998, Ein Detektor für und ein Experiment mit metastabilen Argonatomen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/127
