Arbeitsgruppe Wilfried Nörtershäuser
Experimentelle Atom- und Kernphysik radioaktiver Nuklide

Offene Stellen

Für unsere Laserspektroskopie-Experimente an der TU Darmstadt, den Speicherringen und Fallenanlagen der GSI Darmstadt, an ISOLDE am CERN und in Argonne (USA) suchen wir jederzeit motivierte Mitarbeiter, die sich im Rahmen von Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten an unserer Forschung beteiligen wollen. Auch Miniforschungsprojekte schlagen wir auf Nachfrage gerne vor.

Die Folien des Vortrags aus der Attraktiven Physik im WS 21/22 finden Sie hier: pdf, 4.1 MB (wird in neuem Tab geöffnet)

Sie suchen ein Projekt für eine Abschlussarbeit oder eine Miniforschung? Dann schauen Sie einmal hier.

Die erfolgreich in unserer Arbeitsgruppe abgeschlossenen wissenschaftlichen Arbeiten finden Sie hier .

Auf Nachfrage versuchen wir gerne, Sie in unsere aktuelle Forschung einzubinden. Wir bieten eine Vielzahl unterschiedlicher Projekte an, die auch kurzfristig verfügbar sind.
Ansprechpartner:
Schwerpunkt Optik: Patrick Müller –
Schwerpunkt Atomphysik: Phillip Imgram –
Schwerpunkt Kernphysik: Kristian König –
sowie alle weiteren Mitglieder der Arbeitsgruppe .

Bachelorarbeiten

Photonenrückstöße werden häufig zum Kühlen von Atomensembles ausgenutzt, führen in der kollinearen Laserspektroskopie allerdings zu den größten systematischen Fehlern. Mit dieser Fluoreszenzdetektionsregion (FDR) kann Laserspektroskopie in Strahlrichtung ortsauflösend durchgeführt werden und so eine Korrektur dieser Fehler in Abhängigkeit der Laserleistung experimentell bestimmt werden. Damit könnte die Genauigkeit der Methode, insbesondere wenn hohe Laserleistungen erforderlich sind, bedeutend gesteigert werden.

Ziel: In dieser Arbeit soll zunächst die ortsauflösende FDR an einer Teststation charakterisiert werden. Geometrische Eigenschaften können mit Simulationen durch ein kommerzielles Ray-tracing-Programm verglichen werden. An der KOALA-Anlage sollen dann Messungen mit Ca+, Sr+, Ba+ oder C4+ durchgeführt werden, die anschließend mithilfe von Python ausgewertet werden können.

Techniken: Laserspektroskopie, Ray-tracing-Simulation, Python

Ansprechpartner: Patrick Müller (S2|14 409, )

Masterarbeiten

In der kollinearen Laserspektroskopie werden optische Übergänge in der Atomhülle untersucht woraus Rückschlüsse auf Kerneigenschaften wie Spin, Radius und Deformation geschlossen werden können. Die Spektroskopie findet im Flug bei kinetischen Energien von 10 – 100 keV statt, um die Dopplerverbreiterung auf das Niveau der natürlichen Linienbreite zu reduzieren. Der Teilchenstrahl besteht üblicherweise aus einfach geladenen Ionen, die mit elektrostatischen Ionenoptiken mit dem Laserstrahl überlagert werden können. Allerdings bieten nicht alle Elemente optische Übergänge im Ion, sodass die Ionen im Flug neutralisiert werden müssen. Dies geschieht typischerweise in eine Ladungsaustauschzelle (LAZ), die mit Natriumdampf gefüllt ist.

Ziel: Ziel der Arbeit ist es eine LAZ für die KOALA Anlage zu entwerfen und aufzubauen. Grundlage hierfür bietet die in unserer Arbeitsgruppe gebaute LAZ, die momentan am Argonne National Lab in Chicago verwendet wird. Dies erweitert den spektroskopischen Zugang zu weiteren Elementen an KOALA und ermöglicht zudem Messungen aus metastabilen Zuständen. Erste Messungen sollen an Palladium durchgeführt werden, die als Referenz zu den am Argonnen National Lab geplanten Messungen dienen können.

Techniken: Ladungsaustausch, Vakuumtechnik, CAD, Ionenstrahlsimulation, Laserspektroskopie

Ansprechpartner: Kristian König (S2|14 411, ), Bernhard Maaß (ANL, )

Messungen in der Calcium-Nickel-Region stellen einen Forschungsschwerpunkt der kollinearen Laserspektroskopie in den letzten Jahren dar. Die drei doppelt-magischen Kerne (40,48Ca, 56Ni) und die sich stark unterscheidenden Einflüsse des Neutronenschalenabschlusses bei N=20 und N=28 auf den Kernladungsradius bieten optimale Testbedingungen für Theorie und Experiment. Neutronenarmes Eisen ist ein Kandidat für künftige Messungen an der Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), da dort zusätzliche Kerndeformationen erwartet werden.

Ziel: Ziel dieser Arbeit ist es einen effizienten Spektroskopieübergang am einfach geladenen Eisenion zu untersuchen. Dies würde die Effizienz im Vergleich zu bisherigen Messungen am Eisenatom deutlich steigern. Mögliche Übergänge liegen im tief-UV bei 234,3 nm, 238,2 nm sowie bei 259,9 nm. Die stabilen Isotope 54,56,57,58Fe können an der KOALA Anlage an der TU Darmstadt mit einer neuen Penning Ionenquelle erzeugt und spektroskopiert werden. Diese Messungen stellen die Grundlage und Referenz für spätere Messungen am FRIB dar.

Techniken: Penning Ionenquelle, Laserspektroskopie, Frequenzverdopplung, King-Fit Analyse

Ansprechpartner: Kristian König (S2|14 411, ), Laura Renth (S2|14 506, )

Mit der neuen Elektronenstrahl-Ionenquelle (EBIS) können an KOALA hochgeladene Ionen erzeugt werden. Hierbei liegt der Fokus auf heliumartigen, leichten Kernen (Li, Be, B, C, N) im metastabilen S=1 Zustand, da diese geeignete optische Übergänge besitzen und eine ausreichend lange Lebensdauer aufweisen. Genaues Vermessen der Ruheübergangsfrequenzen mittels kollinearer und antikollinearer Spektroskopie erlaubt aus dem Vergleich mit moderner Atomtheorie die absoluten Kernladungsradien zu bestimmen.

Ziel: In dieser Arbeit soll ein B3+ Strahl mit der EBIT erzeugt und spektroskopiert werden. Erfolgreiche Voruntersuchungen hierzu wurden schon an der GSI mit der HITRAP EBIT durchgeführt. An KOALA soll die Genauigkeit in den 1-MHz-Bereich erhöht werden.

Techniken: EBIS, Laserspektroskopie, Frequenzverdopplung und Frequenzmischung, Hyperfein-Mischung

Ansprechpartner: Phillip Imgram (S2|14 506, ), Patrick Müller (S2|14 409, ), Konstantin Mohr (GSI, )