Quantitative Untersuchung der Multi-Photon-Ionisation von Edelgas- und Metallatomen mit Freie-Elektronen-Laser-Strahlung in weichen Röntgengebieten

• Applicants: Privatdozent Dr. Michael Martins; Professor Dr. Mathias Richter; Dr. Kai Tiedtke
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2009 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 108706939

• Final Report Year: 2015

Final Report Abstract

Am Freie-Elektronen-Laser (FEL) FLASH (Free-Electron LASer in Hamburg) bei DESY für weiche Röntgenstrahlung höchster Intensität wurde im Rahmen des Projektes die Photoionisation von Edelgasen und freien offenschaligen Metallatomen mit Hilfe von Ionen- und Elektronenspektroskopie studiert. Von besonderem Interesse waren dabei nicht-lineare Effekte wie sequentielle, direkte und resonante Multi-Photon-Ionisationsprozesse. Ein wichtiger Aspekt der Experimente war deren quantitativer Charakter, indem Photonenanzahl, Strahlquerschnitt und die Pulsdauer und bestimmt wurden. Die Messungen nutzten dazu einen fokussierten FEL-Strahl. Ziel war ein besseres Verständnis der Wechselwirkung zwischen ionisierender elektromagnetischer Strahlung höchster Intensität mit Materie im Allgemeinen und der Einfluss von Elektronenkorrelationen im Besonderen. Dazu wurde insbesondere der Einfluss der diskreten 3d - 3p Riesenresonanzen in atomaren Mangan und der 4d - ∈f Riesenresonanz bei Xenon studiert.

Publications

• Extreme Ultraviolet Laser Excites Atomic Giant Resonance. Phys. Rev. Lett. 102, 163002 (2009)
  M. Richter, M. Amusia, S. Bobashev, T. Feigl, P. Juranic, M. Martins, A.A. Sorokin, K. Tiedtke
  
• Resonant multiphoton processes in the soft-x-ray regime .Phys. Rev. A 80, 023411 (2009)
  M. Martins, M. Wellhöfer, A.A. Sorokin, M. Richter, K. Tiedtke, W. Wurth
  
• Two-Photon Inner-Shell Ionization in the Extreme Ultraviolet. Phys. Rev. Lett. 105, 013001 (2010)
  V. Richardson, J. T. Costello, D. Cubaynes, S. Düsterer, J. Feldhaus, H. W. van der Hart, P. Juranic, W. B. Li, M. Meyer, M. Richter, A. A. Sorokin, K. Tiedke
  
• Atomic Physics Using Ultra-Intense X-Ray Pulses in Atomic Processes, in: Basic and Applied Physics, Springer (2012), S. 307-330
  M. Martins, M. Meyer, M. Richter, A.A. Sorokin, K. Tiedtke
  
• Multiple ionization of neon by soft X-rays at ultrahigh intensity. J. Phys. B 46, 164025 (2013)
  R. Guichard, M Richter, J.-M. Rost, U. Saalmann, A. A. Sorokin, K. Tiedtke
  (See online at https://doi.org/10.1088/0953-4075/46/16/164025)
• Time-Dependent Multiphoton Ionization of Xenon in the Soft-X-Ray Regime. Phys. Rev. Lett. 112, 213002 (2014)
  N. Gerken, S. Klumpp, A. Sorokin, K. Tiedtke, M. Richter, V. B¨rk, K. Mertens, P. Jurani´, M. Martins
  (See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.213002)