Strahlende Zerfälle doppelt angeregter Helium-Atome

Abstract

Der strahlende Zerfall doppelt angeregter Helium-Atome wurde mit Hilfe der Photonen-induzierten Fluoreszenzspektroskopie (PIFS) am Berliner Elektronenspeicherring für Synchrotronstrahlung BESSY II untersucht. Die untersuchten doppelt angeregten Heliumzustände liegen energetisch unterhalb der N=2 Ionisationsschwelle und zerfallen strahlend kaskadenartig in 3 Schritten. Erstmals wurden absolute Wirkungsquerschnitte in Kombination vonAnregungsquerschnitt der doppelt angeregten Zustände und deren Fluoreszenzausbeute gemessen, um auf diese Art eine Überprüfung der berechneten Anregungsquerschnitte, Verzweigungsverhältnisse und Winkelverteilungen zu ermöglichen. Die Messungen zeigten, dass die (sp,2n+)(1P) Zustände überwiegend in die 1sns(1S) Zustände zerfallen. Die (pd,2n)(1P) Zustände zerfallen vorzugsweise in die 1snd(1D) Zustände. Für die (sp,2n-)(1P) Zustände mit n=4, 5 und 6 konnten ein breites und komplexes Zerfallsshema beobachtet werden. Zusätzlich konnte die Winkelverteilung Fluoreszenz gemessen werden. Die experimentellen Ergebnisse stimmen mit den theoretischen Vorhersagen gut überein. Desweitern konnte die Verletzung der LS Kopplung und die Konfigurationswechselwirkung zwischen Singulett- und Triplettzuständen im Helium bestätigt werden. Es wurde bei Anregung verschiedener doppelt angeregter Singulett-Zustände die Triplett-Übergänge 1smd(3D_0,1,2) -->1s2p(3P_0,1,2) mit m=5 und 6 beobachtet. The decay of doubly excited helium states below the N=2threshold, cascading radiatively over three steps, wereinvestigated using the photon-induced fluorescence spectroscopy(PIFS) at BESSY II. Absolute cross sections as the product of the resonance excitationcross section of the doubly excited states and their fluorescencerate to decay into the singly excited 1sms(1S) and1smd(1D) states were measured. The experiments showed thatthe (sp,2n+)(1P) states decay predominantly into the1sns(1S) states, whereas the (pd,2n)(1P) statesprefer to decay into the 1snd(1D) states. For the(sp,2n-)(1P) states with n=4 ,5 , and 6 abroad and complex decay pattern was observed. In addition the angulardistribution of the fluorescence radiation was measured. Theresults are in good agreement with theoretical predictions. Furthermore, the weakening of the LS coupling scheme and themixing between singlet and triplet states in helium was confirmedby observation of the 1s6d(3D_0,1,2) -->1s2p(3P_0,1,2) transition on a doubly excited singlet state.