Interactiuni atomice in campuri supercritice: Contributie la Experimentul G-PAC E129 la ESR / (SPARC-RO)

Noiembrie 2020 - Octombrie 2023 (36 luni)

Înainte de acest proiect, grupul nostru a fost implicat în pregătirea și implementarea experimentelor G-PAC, Propunerea E129: Photoionizarea ionilor C+ la CRYRING, programată pentru septembrie-octombrie 2019, în colaborare cu colegii de la Helmholtz- Institute Jena & Institute of Applied Physics (HI Jena) și GSI. Noua sursă de lumină XUV (J. Rothhardt și colab., PRL 112,233002 (2014)) va deveni punctul culminant al noului program experimental la CRYRING @ ESR (J Rothhardt și colab. Phys. Scr. T166: 014030, 2015). Am contribuit la pregătirea teoretică și experimentală a propunerii E129 prin: a) optimizarea și dezvoltarea de metode teoretice și de calcul pentru a studia structura atomică și interacțiunea atomilor cu pulsurile laser; b) experimente de testare pe o unitate de vid ultrainalt care sa cupleze laserul XUV la CRYRING, dedicată experimentului; c) pregătirea și implementarea experimentulu G-PAC E129: Photoionizarea ionilor C + la CRYRING. Credem că realizările noastre anterioare reprezintă o contribuție substanțială la instrumentarea FAIR.

Prin prezentul proiect ne exprimăm interesul continuu pentru pregătirea și punerea în aplicare a următoarei propuneri de experimente „Sondarea starilor de scurtă durată în Be-like C la ESR” prezentată pentru apelul din 10 iunie 2020. Proiectul are următoarele obiective majore:

Obiectivul 1. Calculul duratei de viață a nivelurilor de structură fină a ionilor de carbon Be-like. Activitățile specifice se concentrează pe:
a) calcularea ab initio a nivelelor de structura fina în CIII,
b) nivelele de autoionizare și durata lor de viață în funcție de proprietățile câmpului laser.
În plus, în scopuri comparative, vor fi utilizate două abordări relativiste de interacțiune de configurație. Vom folosi abordarea multi-configurație Dirac Fock cu și fără QED în pachetul de structură atomică și Dirac Hartree-Fock implementata în cadrul codului GRASP2K care a fost revizuit și îmbunătățit semnificativ în ultimul deceniu.

Obiectivul 2.Asistare la pregătirea și implementarea experimentului propus la GSI. În timpul experimentului privind „Photoionizarea ionilor C + la CRYRING” în octombrie trecut, un incident de vid a provocat oprirea CRYRING. Diafragma deschisă a unității de pompare diferențială (DPU) garantează transportul fără pierderi al fotonilor XUV generați către regiunea de interacțiune. În același timp, presiunea parțială Ar a fost redusă cu peste 8 ordine de mărime până la regimul scăzut de 10^-11 mbar. Cu excepția detectării efective a C2 + fotoionizat, majoritatea sarcinilor au fost realizate (M. Tschernajew și colab., inclusiv A. Stancalie, „Unitate de pompare diferențială pentru cuplarea fără ferestre a fasciculelor laser la vid ultra ridicat”, Vacuum 178, 109443 (2020)). Sursa XUV și DPU vor fi mutate în ESR înainte de timpul dedicat fasciculului in experiment. Această fază de pregătire include teste ale sistemului de vid și ale sistemului de control al sursei laser XUV.
Activitatea 2.1. Pregătirea și implementarea setărilor la ESR; Testarea experimentelor pe unitatea UHV la ESR. Activitatea 2.2. Pregătirea și implementarea unității UHV plus configurarea laserului XUV la ESR. Asistarea experimentelor propuse.

Obiectivul 3. Diagnosticarea online, complementară, incluzand senzorii pe fibră în câmpul de radiații. FAIR va găzdui un număr mare de experimente de frontieră, concentrându-se pe furnizarea infrastructurii, cum ar fi cele mai mari intensități ale fasciculelor relativiste atât ale nucleelor ​​grele, atât stabile, cât și instabile, în combinație cu câmpurile electromagnetice puternice generate de lasere de mare putere. Lucrul cu sau in zona de radiații ionizante într-o infrastructură atât de mare este aproape o stare normală. Ne propunem să dezvoltăm ca cercetare complementară, diagnosticarea on-line într-un astfel de mediu, bazata pe senzori pe fibră. Obiectivul urmărește să demonstreze fezabilitatea monitorizării unei zone, supusă câmpului de radiații ionizante, în așa fel încât informațiile despre modul în care radiația este distribuită spațial în raport cu sursa, sunt direct disponibile sau deduse.
Activitate 3.1. Proiectarea unui sistem optic bazat pe senzori pe fibră pentru măsurători de distribuție a energiei într-un fascicul de particule încărcate.