Nicht-Neutrales Positronen Plasma – Akkumulation & Speicherung:
Non-neutral plasma traps are traditionally linear devices that use electric and magnetic fields to confine a single species of charged particles. A common implementation is with hollow cylindrical electrodes in a uniform magnetic field.
Fallen für nicht-neutrale Plasmen sind typischerweise lineare Geräte die elektrische und magnetische Felder nutzen um eine bestimmte Teilchenspezies einzufangen. Eine gängige Umsetzung besteht aus hohlen zylindrischen Elektroden in einem gleichförmigen elektrischen Feld.
Buffer-Gas Falle (BGT): Um Positronen aus der NEPOMUC Quelle zu akkumulieren und zu speichern werden niederenergetische Positronen über magnetische Felder in eine Buffer-Gas Falle geleitet. In ihr kann ein kontinuierlicher Positronen Strahl in einen kalten (ca. 1 eV) und deutlich dichteren Puls umgewandelt werden. Dies wird durch das Zusammenspiel aus Elektroden mit schrittweise sinkendem Potential und dem Druckgradienten eines neutralen Gases (Stickstoff) realisiert. Positronen können ihre Energie durch elastische Stöße mit dem Hintergrund Gas abgeben und werden in immer tieferen Potential Töpfen gefangen. Dabei werden die Spannungen und der Gasstrom auf eine möglichst geringe Annihilationsrate hin optimiert. Mit diesem Aufbau erwarten wir die Akkumulation von mehreren hundert Millionen Positronen die in Form von kurzen (< 10 ns) intensiven Pulsen weitergeleitet werden können.
Hoch-Feld, Multi-Zellen Falle: Um die Anzahl von 1010-1011 kalten Positronen zu erreichen die notwendig ist um ein Plasma in den toroidalen Fallen zu bilden müssen die Pulse des BGT Systems in eine weitere Falle mit entsprechend hoher Kapazität überführt, kombiniert und für einige hundert Sekunden gespeichert werden. Dieses System steht unter ultra-hoch Vakuum und ist in einen 5 T Magneten eingelassen. Es besteht aus mehreren parallel angeordneten Fallen für nicht-neutrale Plasmen und einer „Master Zelle“ von der aus das Plasma in die kleineren Zellen mittels Anregung der m=1 Diocotron Mode transportiert werden kann.
Ausgewählte Publikationen: