Non-Neutral Plasma Physics

Institute of Applied Physics | Goethe-University Frankfurt

Ionenstrahlen

Bei der Forschung an statisch eingeschlossenen nicht-neutralen Plasmen konnte erkannt werden, welchen Einfluß der Einschluß auf die Eigenschaften des Ladungsträgerensembles hat. Ionenstrahlen, aber auch intensive Elektronenstrahlen können als nicht-neutrales Plasma aufgefaßt und beschrieben werden. Der longitudinale Einschluß wird durch eine Bewegung des Ensembles in axialer Richtung durch einen Transportkanal oder Beschleuniger ersetzt, während der transversale Einschluß in diesem Fall durch die Fokussierung der Teilchenstrahlen realisiert wird. Das physikalische Interesse besteht in der Vergleichbarkeit von statisch eingeschlossenen und bewegten nicht-neutralen Plasmen, wobei letztere eine enorme Bedeutung bei der Anwendung in Forschung, Technik und Medizin haben. Deshalb sollten auch die Strahleigenschaften und deren Änderung entlang des Transportweges verstanden werden, um mit gezielten Maßnahmen die Eigenschaften manipulieren zu können, ähnlich wie dies schon bei den statisch eingeschlossenen nicht-neutralen Plasmen gezeigt werden konnte.
Zunächst soll die Präparation eines Ionenstrahles mit Hilfe einer Ionenquelle betrachtet werden. Dieser Prozeß stellt, interessanter Weise, den Übergang von einem quasi-neutralen zu einem nicht-neutralen Plasma dar.