Untersuchung der verschränkten Bewegung freier Elektronenpaare emittiert aus Ein- und Zweizentren Coulomb-Potentialen in Photoabsorptionsprozessen

Die Doppelionisation von Wasserstoffmolekülen H2 durch einzelne Photonen stellt ein fundamentales und herausforderndes Problem sowohl für die experimentelle als auch für die theoretische Physik dar. In den meisten Fällen kann dabei die elektronische Bewegung von der nuklearen Dynamik entkoppelt werden (Born-Oppenheimer Näherung). Aus diesem Grund kann man auch den molekularen Fragmentationsprozess als eine Emission eines Dielektrons aus einem nuklearen Zweizentren-Coulomb-Potential beschreiben. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Photodoppelionisation (PDI) von molekularem Wasserstoff durch einzelne, linear polarisierte Photonen mit einer Energie von 75 eV. Dieses Szenario wird verglichen mit der Photodoppelionisation von Heliumatomen (siehe [Bri00] für einen umfassenden Überblick). In diesem Versuch wurde die Rückstoßionenimpulsspektroskopie-Methode (COLd Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy COLTRIMS) benutzt, um alle Fragmente der Reaktion auf ortsauflösende Vielkanalglasplatten(Multi-Channel-Plate MCP)-Detektoren mit Verzögerungsdrahtauslese (delay-line anode) abzubilden. Dabei wurden die Mikropartikel durch elektrische und magnetische Felder geführt. In einer Messung wurde das Rückstoßionenspektrometer mit gepulster Extraktionsspannung betrieben, um das Dielektron und die Stellung der molekularen Achse mit guter Impulsauflösung gleichzeitig vermessen zu können. In einer weiteren Messung kam ein neuartiges Detektorsystem mit hexagonaler Verzögerunsdrahtanode zum Einsatz, die in der Lage war, beide Elektronen, die in sehr kurzen Zeitabständen auf dem Detektor eintrafen, ohne Totzeitverluste in Koinzidenz mit den nuklearen Fragmenten ortsauflösend zu registrieren. Aus den Flugzeiten und Auftrefforten der Teilchen der beiden Datensätze konnten die Impulse des Vierteilchenendzustandes generiert werden. Dies stellt die Messung des Betragsquadrats der quantenmechanischen Wellenfunktion im Impulsraum dar. Aus diesen Größen konnten auch die azimutalen und polaren Winkelverteilungen in Referenz zum Polarisationsvektor des einfallenden Lichts bestimmt werden. Basierend auf der axialen Rückstoßnäherung konnten so zum ersten Mal hochdifferentielle Wirkungsquerschnitte (QDCS und höher) des Vierkörper-Problems für eine raumfeste Molekülachse gemessen werden. Unter Ausnutzung der Reflexions-Näherung war sogar der internukleare Abstand des Moleküls zum Zeitpunkt der Photoabsorption zugänglich. Man findet markante Übereinstimmungen mit der PDI von Heliumatomen. Das Dielektron wird vorwiegend entlang des Polarisationsvektors emittiert und koppelt an das Schwerpunktssystem (Center-of-Mass CM) der nuklearen Partikel, die in einer Coulomb-Explosion fragmentiern. Etwa 72.5 % der Anregungsenergie der beiden Elektronen geht in deren Relativbewegung. Wie bei der Ionisation von Heliumatomen bestimmt die Elektron-Elektron Wechselwirkung zusammen mit diversen Auswahlregeln (siehe [Wal00c]) die Form der polaren Winkelverteilung. In der azimutalen Ebene (die Ebene, die senkrecht zum Polarisationsvektor des Lichts angeordnet ist) erkennt man den attraktiven Einfluss des nuklearen Zweizentren-Potentials, was zu einer Abweichung von der Zylindersymmetrie um die Achse des elektrischen Feldvektors des Lichts führt, wie sie bei niedrigeren Photonenenergien vorzufinden ist (siehe [Dör98b]). In dieser Ansicht tendieren langsame Elektronen dazu, entlang der Molekülachse emittiert zu werden. Es können der sogenannte Auffülleffekt der Knotenstruktur und die vergrößerten Zwischenwinkel in der Polarwinkelverteilung der Elektronen in Form einer Zweikeulenstruktur verifiziert werden (siehe [Red97, Wig 98]). Die Ergebnisse bestätigen den Modellansatz von J. Feagin (siehe [Fea98]), der den Zusammenbruch einer atomaren Auswahlregel, die auf einem Konus wirkt, für den molekularen Fall vorhersagt. Diese Auswahlregel reduziert sich auf eine Knotenlinie, die aufgrund der endlichen Öffnungswinkel des Experiments aufgefüllt wird. Es gibt Hinweise, dass die Verringerung des elektronischen Zwischenwinkels eine Funktion der Stellung der Molekülachse ist, d.h. der kohärenten Überlagerung der beiden möglichen Endzustände mit S- und ?-Symmetrie. Die Ergebnisse der Wannier-Theorie vierter Ordnung nach T. Reddish und J. Feagin (siehe [Red99]) zeigen eine gute Übereinstimmung mit den experimentell gewonnen Daten, zumindest solange die beiden Elektronen den gleichen kinetischen Energiebetrag erhalten. Im Gegensatz dazu bewertet die hochkorrelierte 5C-Theorie nach M. Walter et al. (siehe [Wal99]) den Einfluss des attraktiven nuklearen Zweizentren-Potentials zu hoch. Vorläufige Ergebnisse einer CCC-Rechnung von A. Kheifets et al. (siehe [Khe02]) zeigen eine sehr akkurate Übereinstimmung mit den gemessenen Winkelverteilungen. Minimiert man die Elektron-Elektron Wechselwirkung, indem man eine rechtwinklige Emission der beiden Elektronen fordert (dies kommt einer Ionisation eines H2 +-Ions gleich), so findet man keine starken Fokussierungseffekte vor, wie man sie von Ionisationsprozessen von N2 und CO her kennt (siehe [Lan01, Web01b, Jah02a und Web02]). Stattdessen beobachtet man die Emission eines langsamen Elektrons auf dem nuklearen Sattelpunktspotential, wie man es nach einer halbklassischen Beschreibung erwarten kann. Zusätzlich ist eine hochstrukturierte Winkelverteilung zu beobachten, die auf höhere Drehimpulsbeiträge schliessen lässt (vergleichbar der Parametrisierung bei der PDI von Heliumatomen nach L. Malegat et al., siehe [Mal97d]). Die Verteilung ist sehr sensitiv auf die Energie der Elektronen und die Orientierung der Molekülachse, was weder angemessen durch auslaufende, ebene Wellen noch durch die 5C-Theorie beschrieben werden kann. Für diese Ereignisse erzwingen große internukleare Abstände eine Emission der Elektronen entlang des Polarisationsvektors, während für kleine Abstände die Elektronen vorwiegend rechtwinklig zur Molekülachse ausgesendet werden. Anhand dieser Tatsachen kann man auf einen merklichen Einfluss des Anfangszustands auf die Winkelverteilung der Elektronen zurückschließen. Das ganze Szenario ändert sich sobald man die Elektron-Elektron Wechselwirkung wieder "einschaltet", indem man fordert, dass die Fragmentation in einer Ebene stattfindet. Hier bestimmt die Relativbewegung der beiden Elektronen die Form der Wirkungsquerschnitte. Es zeigen sich nur geringfügige Änderungen in Abhängigkeit zum internuklearen Abstand. Es kann aber teilweise eine dreifache Keulenstruktur ausgemacht werden. Diese Substruktur ändert ihre Amplitude und Richtung als Funktion des Molekülabstandes. Eine direkte Emission entlang des Polarisationsvektors scheint dabei verboten zu sein. In dieser Darstellung zeigt das elektronische Emissionsmuster einen sehr heliumähnlichen Charakter für kleine Bindungslängen. Für größere Abstände der Kerne werden langsame Elektronen deutlich unter einem Zwischenwinkel von 180° (back-to-back-emission) gegen das schnelle Referenzelektron emittiert. Referenzen: [Bri00] J.S. Briggs et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 33, (2000), S. R1 [Dör98b] R. Dörner et. al., Phys. Rev. Lett., 81, (1998), S. 5776 [Fea98] J. Feagin, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 31, (1998), S. L729 [Jah02a] T. Jahnke et. al., Phys. Rev. Lett., 88, (2002), S. 073002 [Khe02] A. Kheifets, private Mitteilung, (2002) [Lan01] A. Landers et al., Phys. Rev. Lett., 86, (2001), S. 013002 [Mal97d] L. Malegat et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 30, (1997), S. 251 [Red97] T. Reddish et al., Phys. Rev. Lett., 79, (1997), S. 2438 [Red99] T. Reddish et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 32, (1999), S. 2473 [Wal00c] M. Walter et al., Phys. Rev. Lett., 85, (2000), S. 1630 [Wal99] M. Walter et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 32, (1999), S. 2487 [Web01b] Th. Weber et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 34, (2001), S. 3669 [Web02] Th. Weber et al., Phys. Rev. Lett., (2002), eingereicht zur Veröffentlichung [Wig98] J.P. Wightman et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 31, (1998), S. 175

A near-field study on the transition from localized to propagating plasmons on 2D nano-wedges

In this manuscript we report on a near-feld study of two-dimensional plasmonic gold nano-wedges using electron energy loss spectroscopy in combination with scanning transmission electron microscopy, as well as discontinuous Galerkin time-domain computations. With increasing nano-wedge size, we observe a transition from localized surface plasmons on small nano-wedges to non-resonant propagating surface plasmon polaritons on large nano-wedges. Furthermore we demonstrate that nano-wedges with a groove cut can support localized as well as propagating plasmons in the same energy range

Time-Resolved Ultrafast Transient Polarization Spectroscopy to Investigate Nonlinear Processes and Dynamics in Electronically Excited Molecules on the Femtosecond Time Scale

We report a novel experimental technique to investigate ultrafast dynamics in photoexcited molecules by probing the third-order nonlinear optical susceptibility. A non-colinear 3-pulse scheme is developed to probe the ultrafast dynamics of excited electronic states using the optical Kerr effect by time-resolved polarization spectroscopy. Optical heterodyne and optical homodyne detection are demonstrated to measure the third-order nonlinear optical response for the S1 excited state of liquid nitrobenzene, which is populated by 2-photon absorption of a 780 nm 35 fs excitation pulse.Comment: 12 pages, 4 figures. Changes from previous version: added panel labels to figures 3-

Digitization and New Work: A Qualitative Guide for Small and Medium-Sized Enterprises to Take Action

The Western world is currently facing a persistent shortage of skilled workers. Well-trained employees are difficult to find and even more challenging to retain. Employees, therefore, expect the best working conditions. Companies initiate New Work approaches in response to dynamic changes. This study examines the requirements for New Work design from the perspective of commercial employees to offer small and medium-sized enterprises (SMEs) guidance to find the optimal workplace development for their employees. A qualitative research method in the form of guided interviews was used to explore the needs of employees. The results suggest that employees desire an adapted work structure and change in the sense of New Work. Based on the study results, seven design areas were derived and recommendations for action were developed for the respective areas. Requirements and patterns are identified across several principles and design areas. Based on the results, strategies for implementation were developed

Deep Geothermal Energy Production in Germany

Germany uses its low enthalpy hydrothermal resources predominantly for balneological applications, space and district heating, but also for power production. The German Federal government supports the development of geothermal energy in terms of project funding, market incentives and credit offers, as well as a feed-in tariff for geothermal electricity. Although new projects for district heating take on average six years, geothermal energy utilisation is growing rapidly, especially in southern Germany. From 2003 to 2013, the annual production of geothermal district heating stations increased from 60 GWh to 530 GWh. In the same time, the annual power production increased from 0 GWh to 36 GWh. Currently, almost 200 geothermal facilities are in operation or under construction in Germany. A feasibility study including detailed geological site assessment is still essential when planning a new geothermal facility. As part of this assessment, a lot of geological data, hydraulic data, and subsurface temperatures can be retrieved from the geothermal information system GeotIS, which can be accessed online [1]

A Generic Approach for the Automated Notarization of Cloud Configurations Using Blockchain-Based Trust.

Debido a su escalabilidad, las aplicaciones en la nube tienen una importante ventaja de costes para las empresas. En consecuencia, las empresas quieren tanto externalizar sus datos como obtener servicios de la nube. Sin embargo, dado que la mayoría de las empresas tienen políticas internas y requisitos de cumplimiento para operar y utilizar aplicaciones de software, el uso de aplicaciones en la nube crea un nuevo desafío para las empresas. La inclusión de aplicaciones en la nube equivale a la subcontratación de servicios en el sentido de que las empresas deben confiar en que el proveedor de aplicaciones en la nube aplicará los requisitos de cumplimiento interno en las aplicaciones adoptadas. La investigación ha demostrado que la confianza y el riesgo están estrechamente relacionados y son factores clave que influyen en la utilización de aplicaciones en la nube. Esta tesis pretende desarrollar una arquitectura en la nube que aborde este reto, trasladando la confianza en las configuraciones de cumplimiento del proveedor de aplicaciones en la nube a la cadena de bloques. Así, este trabajo pretende reducir el riesgo de adopción de las aplicaciones en la nube debido a los requisitos de cumplimiento. En esta tesis, la investigación de la ciencia del diseño se utiliza para crear la arquitectura para trasladar la confianza mencionada a la cadena de bloques. Un grupo de discusión determinó el alcance del trabajo. La base de conocimientos de este trabajo se construyó utilizando inteligencia artificial y una revisión sistemática de la literatura, y la arquitectura presentada se desarrolló y prototipó utilizando el método de desarrollo rápido de aplicaciones. Se utilizaron entrevistas guiadas semiestructuradas de método mixto para evaluar el enfoque de la arquitectura presentada y valorar las cualidades de reducción del riesgo de adopción. La tesis demostró que la arquitectura de software desarrollada podía trasladar la confianza del proveedor de la nube a la cadena de bloques. La evaluación de la arquitectura de software propuesta demostró además que el riesgo de adopción debido a las configuraciones de la nube basadas en el cumplimiento podía reducirse de "alto" a "bajo" utilizando la tecnología blockchain. Esta tesis presenta una arquitectura que desplaza la confianza para la implementación de configuraciones basadas en el cumplimiento de la normativa desde el proveedor de la nube a la cadena de bloques. Además, muestra que el cambio de confianza puede reducir significativamente el riesgo de adopción de las aplicaciones en la nube.Administración y Dirección de Empresa

Impulstransfer in Proton-Heliumstößen untersucht mit hochauflösender Rückstoßionenimpulsspektroskopie

Diese wissenschaftliche Arbeit beruht größtenteils auf der Diplomarbeit von Thorsten Weber (siehe [TWE98]), die unter dem gleichen Titel bereits in einer geringen Auflage veröffentlicht wurde. Die im Rahmen dieser Untersuchungen durchgeführten Experimente liefern Ergebnisse für das Stoßsystem Protonen auf atomares Helium, bzw. Ergebnisse für das Stoßsystem Deuteronen of Helium bei verschiedenen Projektileinschußenergien (1.3 MeV bis 200 keV). Diese, mittels der Technik der Rückstoßionenimpulsspektroskopie gefundenen, Daten waren bis dato nicht zugänglich, und es standen nur sehr wenige theoretische Vergleichsdaten zur Verfügung. Die Ergebnisse dieser Messungen und die oben erwähnte Diplomarbeit von Th. Weber erfreuten sich daher einem regen Interesse in der Fachwelt für atomare Streuphysik. Die dort gefundene Daten wurden in diversen Vorträgen vorgestellt und diskutiert und wurden einer kritischen Betrachtung unterzogen. Ein besonderes Augenmerk lag hierbei auf dem besonders geringen Beitrag der Elektron-Rückstoßionenkorrelation, die bei den untersuchten Streuprozessen gefunden wurden. Die aufgrund dieser Ergebnisse erlangten Einschätzungen mußten zu dem Schluß gelangen, daß sich der Hauptbeitrag bei einer Einfachionisation von Helium mittels Protonen vornehmlich durch Projektil-Elektronwechselwirkungen, den sogenannten binary-encounter - Prozessen, ergibt. Dem widersprachen jedoch die klassischen CTMC-Rechnungen von Prof. Dr. D. Madison von der Universität in Missouri-Rolla und das physikalische Sachverständnis von Prof. Dr. L. Cocke von der Kansas State University. Sie erwarteten einen Beitrag, der mit der schlechten experimentellen Impulsauflösung von 0.5 a.u. nicht zu vereinbaren war. Aufgrund diesem fruchtbarem wissenschaftlichen Gedankenaustausch wurden die Daten erneut ausgewertet und dabei ein Vorzeichenfehler im Analysefile der experimentellen Daten als Wurzel der Diskrepanzen erkannt. Die in der oben erwähnten Diplomarbeit von Th. Weber vorgestellten Ergebnisse unterdrücken/ verschleiern damit den tatsächlichen Beitrag der Elektronen-Rückstoßionenwechselwirkung, so daß es nötig wurde diesen Irrtum zu berichtigen, was nun mit Hilfe dieser zweiten Auflage geschehen soll. Die vorgenommen Verbesserungen betreffen vorwiegend den Paragraphen 5.2.2 und das Kapitel 6 (Ergebnisse/ Dreidimensionale Impulse und die Zusammenfassung)