Bestimmung von Ionen-Neutralen Dreikörper-Bildungsraten

Wenn drei Teilchen miteinander kollidieren, können zwei von ihnen einen stabilen Komplex bilden, während das dritte Teilchen der Kollision die Bindungsenergie entzieht. Solche Dreikörper-Assoziationskollisionen sind in vielen Umgebungen allgegenwärtig, wo sie den ersten Schritt der atomaren und molekularen Kondensation zu Clustern, Tröpfchen oder Staubteilchen bilden. Diese Stöße sind theoretisch viel schwieriger zu beschreiben als Kollisionen zwischen nur zwei Atomen, Molekülen und Ionen. Gleichzeitig ist es aufgrund ihrer sehr geringen Größe in Systemen mit wenigen Atomen schwierig, ihre Kollisionsraten genau zu messen. In den letzten Jahren wurden sowohl semiklassische als auch quantenmechanische Berechnungen für drei einfache Atome durchgeführt, während vollständige quantenmechanische Berechnungen für Stöße mit mehr als drei Atomen immer noch nicht verfügbar sind. Im vorliegenden Projekt werden wir verschiedene Arten grundlegender Dreikörperkollisionen untersuchen, um neue Einblicke in diese Kollisionen zu gewinnen, die Rolle von Quanteneffekten zu identifizieren und die Bedeutung direkter gegenüber schrittweisen Kollisionsprozessen zu klären. Dazu werden wir Messungen temperaturabhängiger Kollisionsraten mit verschiedenen semiklassischen und Quantenrechnungen kombinieren. Die Experimente werden vom Innsbrucker Team mit kryogenen Radiofrequenz-Ionenfallen durchgeführt, die eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Koeffizienten mit extrem niedriger Rate bieten. Die theoretischen Arbeiten werden vom Bordeaux-Team zusammen mit internationalen Partnern durchgeführt, die statistische Methoden, quasiklassische Trajektoriensimulationen und vollständige Quantenstreuberechnungen verwenden. Dieser kollaborative Ansatz, der auf langjähriger erfolgreicher gemeinsamer Arbeit unserer Forschungsgruppen basiert, wird es uns ermöglichen, die spezifischen Mechanismen aufzudecken, die Dreikörperstöße steuern.