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Dynamics of charge evolution in glass capillaries for 230-keV Xe23+ ions

Authors :
S. Guillous
Philippe Roncin
J. A. Tanis
Hocine Khemliche
Amine Cassimi
A. Benyagoub
H. Lebius
Tokihiro Ikeda
Hocine Merabet
Clara Grygiel
L. Maunoury
C. L. Zhou
A. Mery
Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)
Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review A, Physical Review A, American Physical Society, 2012, 86, pp.062902. ⟨10.1103/PhysRevA.86.062902⟩, Physical Review A : Atomic, molecular, and optical physics [1990-2015], Physical Review A : Atomic, molecular, and optical physics [1990-2015], 2012, 86, pp.062902. ⟨10.1103/PhysRevA.86.062902⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

Expérience GANIL/ARIBE; We have measured the transmission of 230-keV (10-keV/q) Xe23+ ions through insulating tapered glass capillaries of microscopic dimensions. The dynamics of charging and discharging processes have been investigated, evidencing an unexpected slow alignment of the beam along the capillary axis. Oscillations of the exiting beam position have been observed during the charging process associated to the formation of charge patches on the capillary inner walls. The emerging ions are guided with a characteristic guiding angle falling on a universal curve proposed for PET polymer nanocapillaries. This result, very similar to the channeling process, is somewhat surprising in view of the significant differences between the straight nanocapillary polymer foils and the tapered microscopic single glass capillary used here. The transmitted ions show no evidence of energy loss or charge changing except for the production of a small neutral fraction that was determined to be due to ions that had become neutralized to form atoms rather than due to photon emission. These results thus test and confirm the validity of transmission and guiding and provide insight into the dynamics of higher-energy ions than have been previously studied in this regard, allowing a determination of the maximum energy for which the guiding process might occur.

Details

Language :
English
ISSN :
10502947 and 10941622
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review A, Physical Review A, American Physical Society, 2012, 86, pp.062902. ⟨10.1103/PhysRevA.86.062902⟩, Physical Review A : Atomic, molecular, and optical physics [1990-2015], Physical Review A : Atomic, molecular, and optical physics [1990-2015], 2012, 86, pp.062902. ⟨10.1103/PhysRevA.86.062902⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f90b810954ff4f471a63e1f7ad9700e3
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.86.062902⟩