Projekte

MASSPASS — Academy Research Fellowship (Leitung), 2023–2027 #

Massenmessungen exotischer N = Z-Kerne bis ¹⁰⁰Sn an IGISOL und RIKEN für Kernphysik und nukleare Astrophysik. Forschungsrat Finnland. Projektseite

Team: Z. Ge (Leitung); ehemaliger Postdoc Dr. B. Kootte; Doktorand M. Winter.

Zerfälle mit kleinem Q-Wert für die Neutrinomasse #

Q-Wert-Messungen an der Penning-Falle JYFLTRAP, um Übergänge mit extrem kleinem Q-Wert zu finden und zu bestätigen.

Team: Z. Ge (Sprecher); ehemaliger Postdoc Dr. M. de Oliveira Ramalho (Theorie); Doktorand M. Winter.

MR-TOF-Massenspektrometrie #

Entwurf, ionenoptische Simulation und Auswerteketten für Multireflexions-Flugzeitspektrometer.

RFQ-Kühler-Bündler und Strahlpräparation #

Ionenoptischer Entwurf von Radiofrequenz-Quadrupol-Kühlern für kalte, gebündelte radioaktive Strahlen.

Detektoren für Speicherringe #

Zeit- und ortsauflösende MCP-Detektoren für den Rare-RI Ring (RIKEN) und Konzepte für HIAF.

Forschungssoftware #

Teilchensimulation für Penning-Fallen, MR-TOF-Kalibrierung und 2D-MCP-Ortskalibrierung in Python.

Forschungswerkzeuge ausprobieren #

• Massenmessungen und kleine Q-Werte: Nuklidkarte und Kettendiagramme öffnen . AME2020 mit den verfügbaren Massenmodellen vergleichen; Massenexzess, Gesamtbindungsenergie oder Atommasse eingeben und betroffene Nachbargrößen sowie Differenzen ansehen. Mit dem gekennzeichneten synthetischen Beispiel beginnen; Eingaben sind nicht automatisch bestätigte Messungen.
• MR-TOF und Doppelfalle: Messspiele ausprobieren . Original, Advanced und Fancier verbinden Bewegung, Kalibrierung und simulierte Detektorsignale. Dies sind Lehrmodelle, keine Hardwarevalidierung.
• Hintergrund prüfen: Publikationen und Forschungseinrichtungen . Jeder Massenmodell-Eintrag auf der Lab-Seite verlinkt Daten und Fachartikel.

Wissenschaftlicher Kontext der Projekte #

MASSPASS. Massen entlang der N = Z-Linie liefern die Zwei-Protonen- und Zwei-Neutronen-Separationsenergien sowie die Paarungs- und Wigner-Beiträge zur Bindungsenergie und testen die Schalenentwicklung Richtung ¹⁰⁰Sn. Für den rp-Prozess liefern sie die Reaktions-Q-Werte, die bestimmen, wie weit der Sn–Sb–Te-Zyklus reicht. Die Kerne werden mit der IGISOL-Technik erzeugt, massensepariert, in einem RFQ gekühlt und gebündelt und mit JYFLTRAP und dem MR-TOF-Spektrometer gemessen.

Zerfälle mit kleinem Q-Wert. Ziel ist eine Liste verlässlicher Kandidaten für künftige direkte Neutrinomassen-Experimente: Für jeden Übergang wird die Zerfallsenergie mit einer Genauigkeit von wenigen hundert eV oder besser gemessen und die Energie angeregter Zustände mit Kernstrukturdaten abgeglichen.

MR-TOF-Spektrometrie. Die Arbeit umfasst ionenoptische Simulationen (SIMION), die Flugzeitkalibrierung mit Referenzionen (m/q ∝ (t − t₀)²), Peakform-Anpassungen und die Umrechnung von Frequenz- oder Zeitverhältnissen in Atommassen und Massenüberschüsse.

RFQ-Kühler-Bündler. In einem heliumgefüllten Hochfrequenz-Quadrupol schließt das HF-Feld die Ionen radial ein, während Stöße sie kühlen; ein schwacher axialer Gleichspannungsgradient führt sie in eine Potentialmulde, aus der kurze Pakete mit kleiner Emittanz für die Fallen-Injektion freigesetzt werden.

Detektoren für Speicherringe. In der isochronen Massenspektrometrie hängt die Umlaufzeit eines gespeicherten Ions vom Masse-zu-Ladung-Verhältnis ab; ein Ring bei der Übergangsenergie hebt die Geschwindigkeitsabhängigkeit in erster Ordnung auf. Dünnfolien-Zeitdetektoren mit Mikrokanalplatten messen die Umlaufzeiten mit Subnanosekunden-Auflösung.

Forschungssoftware. Python-Programme integrieren die Bewegungsgleichungen von Ionen in Penningfallen einschließlich der Ion–Ion-Coulomb-Wechselwirkung, kalibrieren MR-TOF-Spektren mit Referenzionen und korrigieren die Ortsverzerrungen zweidimensionaler MCP-Detektoren.