Siegel der Universität

Universität zu Köln
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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachgruppe Physik

I. Physikalisches Institut

Aufbau eines Radiofrequenzgenerators

(Betreuer: O. Asvany, L. Kluge)

Inhomogene Radiofrequenzfelder werden in Ionenspeichern zur  Zur Speicherung

Charakterisierung einer Elektronenkanone

(Betreuer: O. Asvany)

Eine Elektronenkanone dient zur Erzeugung monochromatischer Elektronen.
Mittels Steuerelektroden kann die Energie der Elektronen eingestellt werden und der Strahl im Raum geformt und gelenkt werden.
Die vorhandene Elektronenkanone ist eine Verbesserung der in der Literatur beschriebenen Kanone von Erdmann und Zipf.
In einem späteren Experiment soll die Elektronenquelle zur gezielten Ionisierung eines Gases verwendet werden.
Ziel der Arbeit ist eine Charakterisierung der Elektronenquelle: 
Beschreibung des Vakuum-Messaufbaus und der Elektronenquelle
Simulation von Trajektorien der Elektronen
Messung der Intensität bzw. Stromdichte und der Strahlenergieverteilung.

Einfluß von Stoßratenungenauigkeiten

Molekulare Stoßraten sind oft nur für ein begrenztes Basisset und für einen begrenzten Temperaturbereich bekannt.  Insbesondere neue Instrumente liefern oft Daten, die mit den existierenden Stoßraten nicht analysiert werden können.  Unter den verschiedenen Extrapolationsmethoden gibt es die besonders interessante von Neufeld (2010), der ein neuronales Netzwerk benutzt.  Der entscheidende Test, inwieweit die extrapolierten Raten die gleichen Ergebnisse von Strahlungstransportrechnungen wie die wirklich berechneten ergeben oder inwieweit die Ergebnisse abweichen, ist noch nicht durchgeführt worden.  In dieser Arbeit geht es um das Berechnen von verschiedenen Modellen für Wasser mit den beiden Stoßratensätzen, und um den Vergleich der Ergebnisse.

Temperatur-/Kalibrationsmessungen am Lirtrap-Experiment

Laser induced reactions (LIR) belong to the family of "action spectroscopy" methods where the influence of the laser light on the investigated mass-selected trapped ions is monitored by detecting induced changes of the ion cloud composition in a high-efficiency ion counter. In the special case of LIR, changes of the rate coefficient of an endothermic ion-molecule reaction serve to detect the excitation of the parent ionic species. This offers not only the possibility of doing very high sensitivity spectroscopy on transient ions (a number of only 1000 ions per trapping period is enough), but LIR can yield information on state-selected reaction rate coefficients and lifetimes of excited states.

Contact: Prof. Dr. Stephan Schlemmer

 

Algorithmen zur Bestimmung von Wolkenparametern aus Linienbeobachtungen

Betreuer: Volker Ossenkopf, 470-3485, Raum 110

Um aus astronomischen Beobachtungen von Moleküllinien die tatsächlichen physikalischen Parameter am Ort der Linienemission abzuleiten, muss man den Prozess der Linienentstehung im Rahmen von Strahlungstransportmodellen nachvollziehen. Numerische Integration der Strahlungstransportgleichung liefert hier die Linienprofile und Intensitätsverteilungen, wie sie von einer Modellwolke beobachtet werden würden. Nun müssen die Modellparameter solange variiert werden, bis die beobachteten und die simulierten Linien bestmöglich übereinstimmen. Bisher ist noch unbekannt welches die effizienteste Strategie in dem dabei nötigen Iterationsprozess ist.

In der Mini-Forschungsarbeit sollen verschiedene Fitalgorithmen, die bereits existieren (Amöbensuche, Powell-Verfahren, simulated annealing, genetische Algorithmen), für das Problem angepasst und getestet werden, so daß klare Aussagen zum optimalen Herangehen an das Minimierungsproblem der Moleküllinienanalyse getroffen werden können.

Wavelet-gefilterte Kreuzkorrelation in astronomischen Karten unterschiedlicher Frequenzen

Betreuer: Volker Ossenkopf und Carsten Kramer

Die Kreuzkorrelationsanalyse erlaubt es, Zusammenhänge in der Entstehung von Strukturen, die in unterschiedlichen Moleküllinien bzw. der Staubemission bei verschiedenen Wellenlängen sichtbar werden, zu erkennen. Indem sie mit dem bewährten Filter der Delta-Varianz kombiniert wird, kann sie auf beliebige astronomische Daten mit hoher Zuverlässigkeit angewendet werden. In der Arbeit soll die Methode getestet werden und auf verschiedenste Karten- kombinationen, die im Rahmen der aktuellen Beobachtungen gewonnen wurden, angewendet werden. Hierbei sind auch eigene Beobachtungen mit dem KOSMA-Teleskop nützlich. Das Projekt ist sehr breit in die Forschung des Teilprojektes A1 des aktuellen Sonderforschungsbereiches eingebunden, da es alle Beobachtungsprojekte übergreift.

Für die Arbeit sind Grundkenntnisse der Astrophysik, Computererfahrung und eine gute Kommunikationsfähigkeit nötig.

Die Struktur der Spiralgalaxie M51

Betreuer: Carsten Kramer

Die nahgelegene Spiralgalaxie M51 wurde von uns in Kohlenmonoxyd vollständig kartiert. Ziel dieser Arbeit ist es, die vorhandenen Daten zu kombinieren mit komplementären Karten bei anderen Wellenlängen, um die grossräumige Spiralstruktur und ihre Kinematik besser zu verstehen. Es stehen dazu Karten von atomarem Wasserstoff und von ionisierem Kohlenstoff zur Verfügung. Diese Arbeit dient der Vorbereitung weiterer Messungen mit NANTEN2, SOFIA und HIFI. Die Arbeit ist Teil einer Kollaboration mit dem Institut für Millimeterastronomie (IRAM) in Grenoble und dem Centro Astronomico in Yebes in Madrid.