Spektroskopie von Plasmen bei FAIR

Nach Ende der Förderperiode wird die internationale Großforschungsanlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) ihren Betrieb aufnehmen. Im Rahmen der Aktivitäten des APPA Forschungsverbundes als einer der wissenschaftlichen Säulen des FAIR-Programmes wird in den nächsten Jahren intensiv die Vorbereitung und Ausstattung der Experimentierplätze vorangetrieben. Dieses Vorhaben hat zum Ziel, die für erste Plasmaphysik-Experimente im APPA-cave vorgesehene Messinfrastruktur im Bereich der Laser- und Röntgenspektroskopie zu entwickeln und aufzubauen. Dabei bezieht sich das Vorhaben auf die im FAIR Technical Design Report (TDR) „Diagnostic instrumentation for plasma physics experiments at the APPA cave“ dargelegten und als erforderlich definierten Arbeiten. Dies umfasst einerseits den Aufbau einer intensiven Laserquelle für Anwendungen in der Spektroskopie (Pump-Probe-Messungen), anderseits die Entwicklung von Spektrometern im VUV- und Röntgenbereich für den Einsatz in der APPA-Cave, unter Berücksichtigung der besonderen Bedingungen und Herausforderungen bei Experimenten mit intensiven relativistischen Ionenstrahlen. Zum Ende der Förderperiode sollen so die spektroskopischen Voraussetzungen für erste Experimente an Schwerionen-geheizten Targets in der APPA-cave geschaffen worden sein. Das Projekt ist in zwei Teilprojekte (TP) untergliedert:

    Teilprojekt 1 (Spielmann): Entwicklung von Röntgen- und VUV-Spektroskopie für "Day One" Plasmaphysik-Experimente an FAIR: Ziel des Vorhabens ist die Konzeption, Entwicklung, Aufbau und Test von Röntgenspektroskopischen Apparaturen als Diagnostik für plasmaphysikalische Experimente im APPA-Cave. Dies umfasst zum einen Gitterspektrometer für den Spektralbereich vom Vakuum-Ultraviolett bis in den Bereich weicher Röntgenstrahlung (Wellenlängenbereich etwa von 1nm bis 100nm).

    Teilprojekt 2 (Kaluza): High-Performance Front-End für Nd:Glas basierte Hochenergiesysteme: Für das zu installierende diagnose-Lasersystem wird das Front-End gebaut und charakterisiert und dann bei FAIR in Betreib genommen. Zielparameter sind 10Hz Wiederholrate, 20mJ Energie und eine variable Pulsdauer bis zu 10ns. Das zu bauende Front-End für FAIR wird entscheidend dafür sein, dass mit dem gesamten Lasersystem Pump-Probe-Messungen durchgeführt werden können.