Dr. O. Hoffmann: Direkte Beobachtung von Stoßpaaren

Endzustandsanalyse: Feinstrukturanteil

Alkali-Edelgas-Stoßpaar

Die Endzustandsanalyse ist ein ideales Werkzeug zur direkten Beobachtung elementarer nichtadiabatischer Prozesse.
Mit dem Anregungslaser wird genau ein molekularer Energieeigenzustand besetzt.
Nach genau einer einzigen Passage des nichtadiabatischen Bereiches wird der elektronische Endzustand des angeregten Alkali-Atoms analysiert.

Feinstruktur

Der Anteil Na(3p1/2) beziehungsweise K(4p1/2) am der gesamten Na(3p) beziehungsweise K(4p) Intensität ergibt einen direkten Einblick in die Dynamik des Drehimpulses. Die Messung dieses Anteiles ermöglicht es, mehr über den adiabatischen Kopplungsbereich im Detail zu untersuchen. Da die Spin-Orbit-Wechselwirkung insbesondere bei schwereren Atomen kernabstandsabhängig ist, hat diese ebenfalls Einfluß auf den Anteil und kann somit auch untersucht werden.
Die Bilder unten zeigen die entsprechende Anteile für Natrium-Edelgas-Stoßpaare.
Im Falle von Neon und Argon ergibt sich eine gute Übereinstimmung mit der Theorie. Die verbleibenden Abweichungen beim Krypton hängen vermutlich damit zusammen, daß bei den Rechnungen die Spin-Bahn-Wechselwirkung als konstant angenommen wurde. Der Unterschied zwischen der gestrichelten Linie und der durchgezogenen liegt darin, daß das quantenchemisch berechnete Potential mit der Messung optimiert wurde, verbleibende Abweichungen weisen auf den Einfluß der kernabstandsabhängigen Spin-Orbit-Wechselwirkung hin.

Feinstrukturanteile Natrium-Edelgase

Um nun mehr über das Problem der Kernabstandsabhängigkeit der Spin-Orbit-Wechselwirkung herauszubekommen, wurden erste Messungen am Stoßpaar K-Ar durchgeführt, wo dieser Effekt als noch wichtiger vermutet wird. Allerdings sind für solche Systeme auch die Potentialkurven kaum mit entsprechender Genauigkeit zu berechnen wie bei den leichteren Atomen mit weniger Elektronen.

So erstaunt es nicht, daß die Qualität der Übereinstimmung entscheidend von den für die Dynamikrechnungen ausgewählten Potentialkurven abhängt (siehe Bild unten)

Feinstrukturanteil K-Ar