Die radiative Elektroneneinfang als Quelle stark linear polarisierter Röntgenstrahlung

Eine gute Möglichkeit die gängigen Theorien in Atomphysik und Astronomie zu testen, ist die Bestimmung des Grades an Polarisation der emittierten Strahlung. Die kurzen Wellenlängen im Röntgenbereich erfordern dabei die Ausnutzung bekannter Wechselwirkungsmechanismen. Im niedrigen bis mittleren keV-Energiebereich eignet sich dafür insbesondere die Compton-Streuung. Positionssensitive, beidseitig segmentierte Halbleiter Streifendetektoren werden deshalb bereits seit einigen Jahren als Compton-Polarimeter eingesetzt. Innerhalb der SPARC Kollaboration von FAIR wurde nun das Design eines Si(Li) Polarimeters weiterentwickelt und in dieser Arbeit eingehend charakterisiert. Gegenüber den bisherigen Modellen ermöglicht es eine bessere Energieauflösung und eine genauere Polarisationsbestimmung, sowie erstmalig eine präzise Bestimmung des Polarisationsgrades und der Orientierung des Polarisationsvektors bei Photonenenergien von deutlich unter 100 keV. Hierdurch werden nun auch erstmals die Emissionseigenschaften von strahlenden Übergängen von schweren Atomen zugänglich für die Polarisationsspektroskopie. Insbesondere ermöglichte das verbesserte Detektorsetup erstmals die Bestimmung des Polarisationsgrades für den radiativen Elektroneneinfang in die K-Schale (KREC) von Ionen für den bislang nicht zugänglichen Bereich von Photonenenergien unterhalb 70 keV. Für diesen bedeutenden Elektroneneinfangprozess, der in Stößen schwerer Ionen und leichten Targets sehr prominent auftritt, konnte eine nahezu vollständige Polarisation nachgewiesen werden. Dieser Nachweis gelang für die Wechselwirkung eines vollständig ionisierten Xe-Ionenstrahls mit einem Wasserstoff-Gastarget bei einer K-REC Photonenenergie von 56 keV. Somit bietet der REC inbesondere in die K-Schale unter Variation von Projektilion und -energie und Beobachtungswinkel eine gut definierte Quelle für polarisierte Röntgenstrahlungmit wählbarer Energie und gleichzeitig auch variablen Polarisationseigenschaften.