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@PHDTHESIS{Varentsov:55419,
author = {Varentsov, Dmitry},
title = {{E}nergy {L}oss {D}ynamics of {I}ntense {H}eavy {I}on
{B}eams {I}nteracting with {D}ense {M}atter (04.06.2003)},
school = {TU Darmstadt},
type = {Dr.},
address = {Darmstadt},
publisher = {GSI},
reportid = {GDS-IMPORT-DOC-2007-Jun-46-1, GSI Diss 2003-03},
pages = {104 p.},
year = {2003},
note = {IMPORT aus dem GDS:
https://www.gsi.de/documents/DOC-2007-Jun-46.html; TU
Darmstadt, Diss., 2003},
abstract = {Intensive Ionenstrahlen sind herrvorragend geeignet große
Volumina von hoher Energiedichte (HE) in Materie mit sehr
homogenen physikalischen Parametern zu erzeugen. Die
experimentelle Erforschung von Materie unter extremen
Zuständen von Druck, Temperatur und Dichte ist von hohem
Interesse in Gebieten der Grundlagenforschung, der
Plasmaphysik, der Bestimmung der Zustandsgleichung von
Materie (EOS, equation of state), der Astrophysik, der
Geophysik, für Trägheitsfusionsanwendungen, sowie
zusätzlich für die Auslegung von grundlegenden
kernphysikalischen Experimenten.Ein wichtiges Problem in der
Erforschung hoher Energiedichte in Materie ist die
Untersuchung der physikalischen Prozesse, die beim Abbremsen
intensiver hochenergetischer Ionenstrahlen auftreten. Hohe
Energiedichte, die durch intensive Ionenstrahlen in
ursprünglich Festkörpertargets erzeugt wird, führt zur
Erzeugung von makroskopischen Volumina dichter, stark
gekoppelter Plasmen. Aufgrund der hydrodynamischen Antwort
der geheizten Materie nimmt die spezifische Dichte des
Targets auf der Strahlachse ab und folgendermassen wird auch
der Energieverlust der Ionen, die das Target durchlaufen,
reduziert. Aus diesem Grund kann die Bestimmung des
Energieverlustes des Ionenstrahlpulses während der
Wechselwirkungszeit wichtige Informationen über
physikalischeProzesse in HE Materie liefern.Bei der
GSI-Darmstadt werden hochenergetische Ionenstrahlen
verwendet, um über Wechselwirkung mit Festkörpertargets HE
Zustände in Materie zu erzeugen. Eine neue
Diagnostiktechnik für HE Experimente, bei der derselbe
intensive Strahl hochenergetischer Schwerionen, welcher das
Target heizt, dazu verwendet wird Informationen über den
Zustand im Innern der Targetmaterie aufzuzeigen, wird hier
vorgestellt. Dies geschieht durch Messung der
Energie-Verlust-Dynamik (EVD) des Ionenstrahles, der die
Rückseite des Targets verlässt. Ein neuartiges,
zeitauflösendes Energieverlust Spektrometer wurde zu diesem
Zweck entwickelt. Dieses Spektrometer, Scintillations
Bragg-Peak Spektrometer genannt, erlaubt es über einen
weiten Bereich Präzisionsmessungen von
Ionenstrahlenergiespektren mit ns Zeitauflösung zu
messen.Zum ersten mal wurde die Energieverlustdynamik
intensiver Schwerionenstrahlen während der Wechselwirkung
mit Materie experimentell beobachtet. EVD Messungen
intensiver (1081010 Ionen/Puls) fokussierter Strahlen
von 238U, 86Kr, 40Ar und 18O Ionen mit 150. 350 MeV/u
Anfangsenergie, die mit festen Edelgastargets, wie Neon bzw.
Xenonkristallen wechselwirkten, wurden durchgeführt. Eine
signifikante Verringerung des Ionenstrahlenergieverlustes
während der Wechselwirkungszeit, basierend auf der
schnellen hydrodynamischen Antwort des Targetmaterials,
wurde beobachtet.Um die experimentell beobachteten
physikalischen Phänomene interpretieren zu können, wurden
theoretische Berechnungen der Energieverlustdynamik
durchgeführt. Ein hoch entwickelter, zweidimensionaler
Hydrocode (BIG-2), sowie unterschiedliche EOS Modelle für
die Edelgaskristalle, insbesondere SESAME (Los Alamos, USA)
und ChTEOS (Chernogolovka, Russland), wurden verwendet. Ein
Vergleich der Simulationsergebnisse mit gemessenen EVD Daten
hat ergeben, dass SESAME in Parameterbereichen, in denen
eine korrekte Beschreibung von Phasenübergängen nötig
ist, ungenügent exakt ist. Simulationen, die mit ChTEOS
durchgeführt wurden, stimmen mit den gemessenen EVD Daten,
insbesondere im Fall von Neonkristallen, besser überein.Wir
sind davon überzeugt, dass die entwickelte EVD
Diagnostikmethode ein extrem nützliches Werkzeug für HE
Experimente darstellt, indem sie experimentelle Daten für
die Verifikation von Computer-Hydrodynamik-Codes und den
hierbei zugrunde liegenden theoretischen Modellen der
Materie zur Verfügung stellt. Die Bestimmung der
Energie-Verlust-Dynamik soll als Standarddiagnostikmethode
in zukünftigen schwerionenstrahlinduzierten HE Experimenten
installiert werden.},
keywords = {Dissertation (GND)},
cin = {BUD / PPH},
cid = {I:(DE-Ds200)BUD-20051214OR030 /
I:(DE-Ds200)PPH-20051214OR027},
pnm = {899 - ohne Topic (POF2-899)},
pid = {G:(DE-HGF)POF2-899},
typ = {PUB:(DE-HGF)29 / PUB:(DE-HGF)11},
urn = { urn:nbn:de:tuda-tuprints-3230},
urn = {urn:nbn:de:tuda-tuprints-3230},
url = {https://repository.gsi.de/record/55419},
}