Recoil-ion momentum spectroscopy of 0.25 MeV/nucleon Ar-He collisions

Abstract

The final-state distribution of the single-electron capture by 0.25 MeV/nucleon Ar(8+) ions from the He atom was measured with Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS). The experiment was performed at RILAC (RIKEN Linear Accelerator). The resolution of the recoil-ion momentum measurement was improved. Slow recoil ions produced at the intersection region were analyzed by an electrostatic spectrometer. The resolution of the longitudinal momentum component was improved to about +/- 0.2 atomic unit (au) which corresponded to the binding energy resolution of about +/- 17 eV for the captured electron. The overall resolution of the transverse component was about +/- 0.2 au. The present resolution of the final state binding energy was sufficient to separate the capture by the n = 3 states from those by the n greater than or equal to 4 states. The capture by the n = 4 states also appeared as a shoulder of the peak due to the capture by the n = 5 states. The n = 5 states were dominantly populated by the single-electron capture in the present collision system and this result agreed with a classical overbarrier model.

0.25MeV/核子のAr(8+)イオンによるHe 原子からの単一電子捕獲の終状態分布を冷ターゲット反跳イオン運動量分光法(COLTRIMS)によって測定している。実験は、反跳イオン運動量測定の分解能を改善してRILAC(理研線型加速器)で行った。交差領域で生成する低速反跳イオンは静電的分光計で解析した。縦運動量成分の分解能は±0.2原子単位(au)に改善した。今回の衝突システムでは、この運動量分解能は、捕獲電子の結合エネルギーの分解能で約±17eVに対応する。横成分の全分解能は約±0.2原子単位であった。終状態結合エネルギーの今回の分解能は、n=3状態への捕獲をn≧4状態への捕獲と分離するのに充分であった。n=4状態への捕獲もn=5状態への捕獲に起因するピークのショルダーとして現れた。今回の衝突システムでn=5状態は主として単一電子捕獲で占有されており、この結果は古典的なオーババリアモデルと一致している。