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Dynamik hochgeladener Ionen

Abteilung Pfeifer

Arbeitsgruppe (AG)

PD Dr. José Crespo

Im Inneren von Sternen, rund um galaktische Kerne und Schwarze Löcher herrschen Temperaturen von vielen Millionen Kelvin. Galaxienhaufen sind eingeschlossen in einem extrem verdünnten, aber ebenso heißen Plasmamedium; beides, Galaxien und Plasma, werden von der Gravitation der vorhandenen Dunklen Materie zusammengehalten. Atome befinden sich darin in sehr hohen positiven Ionisationszuständen, können jedoch mit ihren noch gebundenen Elektronen effizient Strahlung absorbieren und emittieren. Die spektralen Linien solch „hochgeladener Ionen“ sind für die Astrophysik sehr wichtig, weil sie aus dem heißen Universum stammen. Wir erzeugen im Labor derartige Ionen, speichern sie über lange Zeiten, und untersuchen ihre Spektren vom Röntgenbereich bis zum Sichtbaren. Außerdem können wir sie mit Lasern und Röntgenlasern anregen, oder bis nahe dem absoluten Nullpunkt der Temperatur kühlen. Wir entwickeln Experimente und Techniken, die über einen Temperaturbereich von 12 Größenordnungen die Gesetze der Physik bis an ihre Grenzen auf den Prüfstand stellen: Wo ist Atomtheorie verbesserbar? Werden astrophysikalische Daten genau verstanden? Können wir Atomuhren bauen, die mit hochenergetischen Photonen arbeiten, wo Atome versagen, aber hochgeladene Ionen nicht? Sind fundamentale Konstanten der Natur vollkommen konstant?

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