Entmischung von Elementen in warmer dichter Materie

Die Erforschung von warmer dichter Materie hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten intensiviert. Der Zustand zeichnet sich durch hohe Drücke, Temperaturen und Dichten im Bereich der Festkörperdichte aus und ist ein Übergangsbereich zwischen Festkörpern und Plasmen, der mit theoretischen Modellen kaum beschreibbar ist. Durch die fortwährende Entwicklung neuer experimenteller Möglichkeiten kann warme dichte Materie inzwischen im Labor untersucht werden. Der Anstieg der verfügbaren Rechenleistung ermöglicht den Zugang mit Simulationen. Warme dichte Materie tritt in astrophysikalischen Objekten wie Planeten auf und kann hier eine entscheidende Rolle in deren Formung einnehmen. Während zur Erforschung von warmer dichter Materie in den letzten Jahren häufig einelementige Materialien untersucht wurden, sind chemische Verbindungen aus mehreren Elementen von besonderem Interesse, da sie den größten Teil der bekannten Materie ausmachen. Mit zunehmendem Druck und Temperatur, wie sie etwa in tieferen Planetenschichten auftreten, steigt die thermische Energie und liegt in der Größenordnung der chemischen Bindungsenergie und darüber. Hier wird ein Auflösen der chemischen Verbindungen erwartet und eine Entmischung der Elemente ist möglich. Für diese Arbeit wird Polystyrol mit lasergetriebenen Schockwellen in den Zustand der warmen dichten Materie gebracht. Die Entmischung der Elemente wird mit Röntgenstrahlung der Energie 8180 eV untersucht, die mit dem Röntgen-Freie-Elektronen-Laser Linac Coherent Light Source am SLAC National Accelerator Laboratory in Kalifornien (USA) erzeugt wird. Durch die Verwendung einer zweistufigen Laserpulsform werden zwei zeitlich versetzte Schockwellen erzeugt. Auf diese Weise kann im Vergleich zu einer einzelnen Schockwelle ein höherer Druck bei gleichzeitig niedrigerer Temperatur erreicht werden. Im Endzustand beträgt der Druck (150 ± 15) GPa und die Temperatur (5000 ± 500) K. Diese Werte stammen aus eindimensionalen hydrodynamischen HELIOS-Simulationen, deren Schockwellendynamik mit der experimentellen Messung des Schockausbruchs sowie den Ergebnissen aus der Röntgenbeugung und der Entstehung von Diamant übereinstimmen. Zur Messung der Elemententmischung wird Röntgen-Thomson-Streuung eingesetzt. DFT-MD-Simulationen zeigen, dass die Rayleigh-Streuung für kleine Streuvektoren im Falle einer Entmischung stark abfällt. Daher wird ein Kristallspektrometer in Vorwärtsrichtung bei k = 1,23e10 1/m (θ​ = 17°) eingesetzt. Um hier einen absoluten Wert der Rayleigh-Streuung zu bestimmen, wird die elastische Streuung auf ein zweites Kristallspektrometer in Rückwärtsrichtung bei k = 7,30e10 1/m (θ​ = 123°) normiert. Aufgrund des großen Streuwinkels sind elastisch und inelastisch gestreute Röntgenstrahlung getrennt auflösbar und aus ihrem Verhältnis kann ein absoluter Wert der Rayleigh-Streuung berechnet werden.​ Experimentell wird eine untere Grenze der Entmischung von bis zu (28,1_{-8,0}^{+7,5}) % gemessen. Durch die Überlagerung der Röntgenbeugung an der (040) Ebene des im Experiment erzeugten Diamants mit der Position des Rückwärtsspektrometers ist die tatsächliche Entmischung zusätzlich um bis zu 25 % höher

Towards a Laser-driven polarized 3He Ion-Beam Source

In order to investigate the polarization degree of laser-accelerated 3He ions from a pre-polarized 3He gas-jet target, several challenges have to be overcome beforehand. One of these includes the demonstration of the feasibility of laser-induced ion acceleration out of gas-jet targets. In particular, the ion-emission angles as well as the ion-energy spectra have to be determined for future polarization measurements. Such an experiment was performed at the PHELIX Petawatt Laser Facility, GSI Darmstadt. As laser target, both 4He, and in a second step, unpolarized 3He gas were applied

Laser-induced acceleration of Helium ions from unpolarized gas jets

In order to develop a laser-driven spin-polarized 3He-ion beam source available for nuclear-physics experiments as well as for the investigation of polarized nuclear fusion, several challenges have to be overcome. Apart from the provision of a properly polarized 3He gas-jet target, one of the biggest milestones is the demonstration of the general feasibility of laser-induced ion acceleration out of gas-jet targets. Of particular importance is the knowledge about the main ion-emission angles as well as the achievable ion-energy spectra (dependent on the optimal set of laser and target parameters). We report on the results of such a feasibility study performed at PHELIX, GSI Darmstadt. Both 3He- and 4He-gas jets (n_gas ∼ 10^19 cm−3) were illuminated with high-intensity laser pulses, I_L ~ O(10^19 W cm^-2). The main ion-emission angles could be identified (±90° with respect to the laser-propagation direction) and the ion-energy spectra for all ion species could be extracted: for the optimal laser and target parameters, the high-energy cut-offs for He^2+,1+ ions were 4.65 MeV (with a normalized energy uncertainty of Delta E E^-1 = 0.033) and 3.27 MeV (Delta E E^-1 = 0.055), respectively

Equity crowdfunding : principles and investor behavior

The chapter provides a topical summary of the present research knowledge of equity crowdfunding. It describes the typical equity crowdfunding process, investor characteristics, and investor motivations. Recognizing the limited due diligence efforts of the crowd despite the presence of high information asymmetries, the chapter presents the role of platforms in evaluating and preselecting target ventures. Furthermore, it highlights the importance of rapidly observable campaign features and signals of venture quality in investor decision making, while also emphasizing the relevance of experienced investors and the herding tendency of crowdinvestors. The chapter offers a comparison of equity crowdfunding investors with traditional providers of early-stage equity financing including micro funders, angel investors, and venture capital funds. It concludes with a discussion of the challenges and potential of equity crowdfunding. KeywordsPeer reviewe