Published 1986 | Version v1
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Research of wake effects on the charge of dissociation fragments of fast molecular ions in a thin sheet

Description

When molecular ions are injected into a solid target the bonding electrons are removed and the atomic components propagate through the medium as clusters of correlated charged particles. Their propagation is influenced by the interaction of the ions with the medium, by their mutuel ''Coulomb'' repulsion and by the effects of the electronic wake trailing each ion. This wake can be described as follows: when a fas charged particle is moving faster than the Fermi velocity in a solid target, the target electrons tend to screen the ion charge and an oscillatory charge density, which is stationary in the projectile frame, trails the ion. The reality of this oscillatory behaviour has been already demonstrated in several experiments using molecular projectiles. We have done an experimental study where we tried to observe those oscillations by measuring the neutral hydrogen component emerging at O0 when 100 keV/amu HeH+ and NH+ molecular ions are incident into thin carbon foils. We have not observed any effect related expected to the oscillations of the electronic density at the back surface of the foil. But we have observed significant over production of neutral hydrogen when the cluster is aligned with the beam direction. This suggests that the probability of electronic capture increases when the proton is aligned in the track of its heavy partner (N ou He)

Abstract (French)

Quand des ions moleculaires rapides sont envoyes sur une cible solide les electrons de liaison sont tres vite arraches et les constituants de la molecule traversent le milieu comme autant de particules chargees et correlees. Les ions interagissent avec le milieu, se repoussent mutuellement, et aussi interagissent entre eux par l'intermediaire du sillage electronique forme par chacun d'entre eux. Ce sillage a ete l'objet de beaucoup d'etudes et le caractere oscillatoire du sillage a deja ete mis en evidence avec des ions moleculaires. Nous avons fait une etude experimentale dans laquelle nous avons tente d'observer les oscillations de la densite electronique non pas en volume mais a la surface arriere de cibles minces de carbone bombardees par des ions moleculaires diatomiques HeH+ et NH+ d'energies voisines de 100 keV/amu, en mesurant la variation du nombre d'atomes d'hydrogene emergeant a O0 en fonction de l'epaisseur de la cible. Nous n'avons pas reussi a observer les oscillations que nous attendions. Cependant nous avons montre que la probabilite de produire un atome d'hydrogene est augmentee quand la molecule incidente est alignee avec la direction du faisceau. Nos resultats suggerent que le proton a une probabilite de capture superieure a celle d'un proton isole de meme vitesse quand il est aligne dans la trace de son partenaire He ou N

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Original title (French)
Recherche d'effets de sillage sur la charge de fragments issus de la dissociation dans une feuille mince d'ions moleculaires rapides

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Imprint Pagination
153 p.
Report number
LYCEN-TH--8644