Universiẗat, Diss., 2004--Frankfurt (Main).

Universiẗat, Diss., 1998--Frankfurt (Main).

Frankfurt (Main), Univ., Diss., 2001

University, Diss., 2001--Frankfurt (Main). / Zsfassung in dt. und engl. Sprache.

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Ein-Photonen-Ionisation von einfachen Atomen und hierbei insbesondere mit der Interpretation von Photoionisationsquerschnitten im Lichte elektronischer Korrelationen. Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil untersuchen wir die Einfachphotoionisation des Heliumatoms unterhalb der Doppelionisationsschwelle. Die korrelierte Dynamik der Elektronen drückt sich in diesem Energiebereich in der Existenz doppeltangeregter Resonanzzustände aus. Im Mittelpunkt dieses ersten Teiles steht die Analyse partieller Einfachphotoionisationsquerschnitte. Diese lassen sich anhand ihres gleichen Aussehens, wir sprechen von gleichartigen Resonanzmustern, quer durch die N-Mannigfaltigkeiten (d.h. über einen weiten Energiebereich) in sogenannte Ketten gruppieren. Die Deutung dieser Ähnlichkeitsmuster basiert auf der Klassifikation der doppeltangeregten Zustände mittels Quantenzahlen, die von approximativen Symmetrien im Heliumatom herrühren. Im zweiten Teil der Arbeit befassen wir uns mit der Mehrfachionisation von einfachen Atomen. Wir diskutieren zunächst einfache analytische Formfunktionen zur Beschreibung von Mehrfachionisationsquerschnitten. Den breitesten Raum des zweiten Teiles nimmt die Entwicklung eines Modells der Doppelphotoionisation ein, das auf der expliziten Separation der dominanten Ionisationsmechanismen beruht. Die zwei wesentlichen Mechanismen der Doppelphotoionisation (in nichtrelativistischer Dipolnäherung) sind die Knock-Out (KO)- und die Shake-Off (SO)-Ionisation. Im Rahmen unseres Modells beschreiben wir den KO-Mechanismus mittels einer konzeptionell wenig aufwendigen (quasi-)klassischen Phasenraummethode. Für den SO-Mechanismus stellen wir einen einfachen auf einer sudden approximation basierenden Zugang vor. Wir wenden unser Modell auf die Doppelionisation der Elemente der isoelektronischen Reihe von Helium an und diskutieren dabei die Bedeutung der Mechanismen in Abhängigkeit der Photonenenergie. Der KO-Beitrag zu den Querschnitten lässt sich im Rahmen des sogenannten Halbstoß-Modells der Doppelphotoionisation interpretieren, das eine Verbindung zur Elektronenstoßionisation herstellt.

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Ein-Photonen-Ionisation von einfachen Atomen und hierbei insbesondere mit der Interpretation von Photoionisationsquerschnitten im Lichte elektronischer Korrelationen. Die Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil untersuchen wir die Einfachphotoionisation des Heliumatoms unterhalb der Doppelionisationsschwelle. Die korrelierte Dynamik der Elektronen drückt sich in diesem Energiebereich in der Existenz doppeltangeregter Resonanzzustände aus. Im Mittelpunkt dieses ersten Teiles steht die Analyse partieller Einfachphotoionisationsquerschnitte. Diese lassen sich anhand ihres gleichen Aussehens, wir sprechen von gleichartigen Resonanzmustern, quer durch die N-Mannigfaltigkeiten (d.h. über einen weiten Energiebereich) in sogenannte Ketten gruppieren. Die Deutung dieser Ähnlichkeitsmuster basiert auf der Klassifikation der doppeltangeregten Zustände mittels Quantenzahlen, die von approximativen Symmetrien im Heliumatom herrühren. Im zweiten Teil der Arbeit befassen wir uns mit der Mehrfachionisation von einfachen Atomen. Wir diskutieren zunächst einfache analytische Formfunktionen zur Beschreibung von Mehrfachionisationsquerschnitten. Den breitesten Raum des zweiten Teiles nimmt die Entwicklung eines Modells der Doppelphotoionisation ein, das auf der expliziten Separation der dominanten Ionisationsmechanismen beruht. Die zwei wesentlichen Mechanismen der Doppelphotoionisation (in nichtrelativistischer Dipolnäherung) sind die Knock-Out (KO)- und die Shake-Off (SO)-Ionisation. Im Rahmen unseres Modells beschreiben wir den KO-Mechanismus mittels einer konzeptionell wenig aufwendigen (quasi-)klassischen Phasenraummethode. Für den SO-Mechanismus stellen wir einen einfachen auf einer sudden approximation basierenden Zugang vor. Wir wenden unser Modell auf die Doppelionisation der Elemente der isoelektronischen Reihe von Helium an und diskutieren dabei die Bedeutung der Mechanismen in Abhängigkeit der Photonenenergie. Der KO-Beitrag zu den Querschnitten lässt sich im Rahmen des sogenannten Halbstoß-Modells der Doppelphotoionisation interpretieren, das eine Verbindung zur Elektronenstoßionisation herstellt.

In dieser Arbeit wird eine, zeitabhängige, nicht störungstheoretische numerische Methode entwickelt, welche Ionisation und Anregung von Atomen oder Molekülen in Stößen mit entweder PB oder P beschreibt und auf der impact-parameter Methode basiert. Es wird eine spektrale close-coupling Methode verwendet, um die zeitabhängige Schrödinger-Gleichung zu lösen, in welcher die Wellenfunktion in (effektive) Ein- oder Zwei-Elektronen-Eigenzustände des Targets entwickelt wird. Dies beinhaltet auch eine erstmalige volle Zwei-Elektronen-Beschreibung von H2 in PB-Stößen. Rechnungen werden für PB-Stöße mit H, H2+ und H2 sowie He und den Alkaliatomen Li, Na, K und Rb durchgeführt. Daten für P-Stöße werden für H2 und die Alkaliatomen Li, Na und K erzielt. Die Methode wird durch einen detaillierten Vergleich der erhaltenen Ergebnisse für P-Stöße und für PB + He mit Literaturdaten verifiziert. Andererseits ergänzen die totalen und differentiellen Wirkungsquerschnitte für Ionisation und Anregung der Targets in PB-Stößen die spärliche Literatur. Sowohl die Resultate für verschiedene Targets als auch für PB- und P-Stöße werden miteinander verglichen. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Untersuchung von PB + H2, welche die Abhängigkeit der Wirkungsquerschnitte vom Kernabstand und von der relativen Ausrichtung der molekularen Achse beinhaltet. Weiterhin werden Ergebnisse mit Ein-Elektronen-Modellpotentialen erzielt und mit der vollen Zwei-Elektronen-Beschreibung von H2 verglichen. Außerdem werden Energieverluste in PB-Stößen bestimmt. / In this work a nonperturbative, time-dependent numerical approach is developed which describes ionization and excitation of atoms or molecules by either PB or P impact based on the impact-parameter method. A spectral close-coupling method is employed for solving the time-dependent Schrödinger equation in which the scattering wave function is expanded in (effective) one- or two-electron eigenstates of the target. This includes for the first time a full two-electron, two-center description of the H2 molecule in PB collisions. The radial part of the one-electron eigenstates is expanded in B splines while the two-electron basis is obtained with a configuration-interaction approach. Calculations are performed for PB collisions with H, H2+, and H2 as well as with He and alkali-metal atoms Li, Na, K, and Rb. Additionally, data are obtained for P collisions with H2, Li, Na, and K. The developed method is tested and validated by detailed comparison of the present findings for P impacts and for PB + He collisions with literature data. On the other hand, total and differential cross sections for ionization and excitation of the targets by PB impact complement the sparse literature data of this kind. Results gained from different targets as well as from PB and P impact are compared with each other and assessed. Furthermore, results obtained with one-electron model potentials are compared to the full two-electron description of H2. Finally, stopping powers for PB impacts are determined.