Physik mit Positronen

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Physik mit Positronen

Unsere Forschungsarbeit umfasst die Entwicklung von neuartigen Positronenexperimenten und die Anwendung von Positronenstrahlen in einer Vielzahl von Forschungsfeldern, die von Grundlagenphysik über Festkörper- und Oberflächenphysik bis hin zu angewandter Materialforschung reichen. Mittels Neutroneneinfang, Paarbildung und Positronenmoderation erzeugen wir mit NEPOMUC am FRM II den weltweit stärksten monoenergetischen Positronenstrahl. NEPOMUC versorgt eine Vielzahl von Instrumenten (CDBS, TRHEPD, PAES, PLEPS, SPM, OP) mit dem instensiven Positronenstrahl. Die Instrumentierung an NEPOMUC steht externen Nutzern für Positronenstrahlexperimente zur Verfügung.

Mit der (koinzidenten) Doppler-verbreiterungsspektroskopie der Annihilationsquanten untersuchen wir Gitterdefekte wie Leerstellen oder Ausscheidungen. Unser Positronen µ-Strahl am CDB Spektrometer ermöglicht die 3D-Bildgebung von Defektverteilungen in den unterschiedlichsten Materialien. Mit ²²Na-basierten Aufbauten in unseren Laboren können wir die Positronenlebensdauerspektroskopie verwenden um Art und Konzentration von Defekten in Kristallen oder freie Volumen in Polymeren zu untersuchen. Die Tiefenabhängigkeit der Positronenlebensdauer kann mit PLEPS an NEPOMUC gemessen werden. Oberflächenanalysen mit besonderer Sensitivität auf die oberste Atomlage werden mittels hochenergetischer Positronendiffraktion (Struktur) oder der Detektion von positronenannihilationsinduzierten Augerelektronen (Elementverteilung) durchgeführt. Die elektronische Struktur kann mit Messungen der Winkelkorrelation der Gammastrahlung aus der Annihilation von Elektronen mit (spin-polarisierten) Positronen untersucht werden.

In Zusammenarbeit mit externen Gruppen betreiben wir Grundlagenforschung mit Experimenten wie z.B. der Bestimmung der Zerfallsrate von Ps^– (dem negativ geladenen Positroniumion), Geschwindigkeitsmessungen von kaltem Ps, der Entwicklung eines effizienten e⁺-Ps -Konverters für die Produktion von Antiwasserstoff und dem Bau einer magnetischen Falle für den gleichzeitigen Einfang von Positronen und Elektronen zur Erzeugung des ersten Paarplasmas.