Um ein Anion zu neutralisieren, muss es sein überschüssiges Elektron loswerden. Dies geschieht durch Kopplung an innere Zustände seines neutralen Gegenstücks. Allgemein wird angenommen, dass dieser Prozess bei einem Molekül (weitgehend) unabhängig von seiner Rotationsanregung abläuft. Die nun veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass bei C2− eine starke Rotation die Positionen der elektronischen Zustände sowohl innerhalb des negativ geladenen Systems als auch in Bezug auf sein neutrales Äquivalent C2 "umordnen" kann. Infolgedessen ändern sich die Zeitskalen, in denen die verschiedenen Zerfallsprozesse ablaufen, um viele Größenordnungen. Im Falle des dritten elektronisch angeregten Zustands von C2− erhöht sich die Lebensdauer des Selbstablösungskanals, bei dem das überschüssige Elektron spontan ausgestoßen wird, je nach Rotationsanregung von Femtosekunden auf viele Sekunden. Diese Verlängerung der Lebensdauer ist auf die Unzugänglichkeit "konventioneller" Ablösemechanismen zurückzuführen und erfordert einen ganz neuen Prozess, bei dem das emittierte Elektron mehrere Quanten der Rotationsanregung mitnimmt. Die Lebensdauer von Anionen, die Elektronen unter Mitnahme von sechs Quanten Drehimpuls emittieren, entspricht dem Zerfallssignal, das weltweit in mehreren Ionenspeicheranlagen gemessen wurde.
Originalpublikation:
Autodetachment of diatomic carbon anions from long-lived high-rotation quartet states
Viviane C. Schmidt, Roman Čurík, Milan Ončák, Klaus Blaum, Sebastian George, Jürgen Göck, Manfred Grieser, Florian Grussie, Robert von Hahn, Claude Krantz, Holger Kreckel, Oldřich Novotný, Kaija Spruck and Andreas Wolf
Physical Review Letters 133, 183001 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.183001
Unimolecular processes in diatomic carbon anions at high rotational excitation
Viviane C. Schmidt, Roman Čurík, Milan Ončák, Klaus Blaum, Sebastian George, Jürgen Göck, Manfred Grieser, Florian Grussie, Robert von Hahn, Claude Krantz, Holger Kreckel, Oldřich Novotný, Kaija Spruck and Andreas Wolf
Physical Review A 110, 042828 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevA.110.042828
Weblinks:
Der kryogene Speicherring CSR am MPIK
