Im CO-Molekül wird die Existenz eines metastabilen, hochangeregten Quintettzustandes mit einer Lebensdauer von etwa 50 msec vorhergesagt. Seine extrem lange Lebensdauer eignet sich dabei als Kriterium, gemessene Linien eindeutig dem Quintettzustand zuzuordnen. In diesem Zusammenhang wurde am ebenso metastabilen CO a^3P Zustand eine Methode entwickelt, mit der Lebensdauern metastabiler Rotationsniveaus von einigen Millisekunden vermessen werden können. Der breite Bereich an a^3P Lebensdauern [3 ms -> oo ] ermöglicht es, die funktionellen und prinzipiellen Grenzen der entwickelten Methode zu testen. Verfeinerte ab initio Berechnungen der a^3P Lebensdauern lieferten zu den experimentellen Ergebnissen nötige theoretische Referenzwerte. Die Rechnung ergab für die a^3P (v=0, W , J) Lebensdauern wie auch für die a^3P (v=0) Zerfallsraten in die X^{1S +}(v) Vibrationsniveaus eine gute Übereinstimmung mit ersten Messungen aus der Literatur [2]. Im Vergleich zu früheren Rechnungen [1] ergaben unsere Rechnungen 15% längere a^3P (v=0, W , J) Lebensdauern. Zudem wurde die ab initio Methode über v=0 hinaus auf die vibrationsangeregten a^3P (v=1..3, W , J) Niveaus erweitert. Die zur Vermessung metastabiler Lebensdauern entwickelte Methode wurde auf 8 unterschiedliche a^3P (v=3, W , J) Rotationsniveaus angewendet. In Tab. 2.2 ist die gute Übereinstimmung zwischen Experiment und Theorie zu sehen. Die Grenze der meßbaren Lebensdauern liegt bei etwa 200 ms, womit die entwickelte Methode für die Identifikation einzelner Quintett-Rotationsniveaus verwendbar sein sollte

A metastable, highly excited quintet state with a lifetime of roughly 50 ms is predicted in the CO molecule. With the aim of verifying its existence experimentally, its metastable lifetime could be used as a criterium for the unambiguous quintet identification. In this context a technique has been developed, allowing a rotationally resolved lifetime measurement of metastable molecular states. The method has been applied to the rotational levels of the CO metastable a^3P state. The broad range of a^3P lifetimes [3 ms -> oo ] allows the determination of the functional and principle limitations of this technique. Refined ab initio calculations supplied a theoretical reference to the experimental results. It turns out, that the obtained theoretical a^3P (v=0, W , J) lifetimes and the a^3P (v=0) decay rates into the vibrational levels of the X^{1S +}(v) ground state agree well with previous measurements [2]. A comparison with previous a^3P (v=0, W , J) lifetime calculations [1], however, finds the latter to lie 15% below our results. In contrast to these earlier calculations, the present ab initio model extends to the vibrationally excited a^3P (v=1..3, W , J) levels. The metastable lifetime-measurement technique has been applied to 8 different levels a^3P (v=3, W , J). Tab. 2.2 shows the good agreement between experiment and theory. The experimental setup is found to allow the measurement of lifetimes of up to 200 ms, sufficient for identification of rotational quintet levels.

Die im Vorjahr präsentierte Messung der Stoßquerschnitte von im Elektronenstoß erzeugten Molekülionen wurde durch eine Technik der kovarianten Abbildung ergänzt. Hierzu wurde eine spezielle Computersoftware des Vielkanalskalers von FAST eingesetzt, in der die Ankunftszeiten t_A und t_B von zwei Ionen A⁺ und B⁺ gemessen werden und aus ihnen nach der Methode der kovarianten Abbildung ein zweidimemsionales Bild der Bruchstücke der Molekülionen erzeugt wird. Dabei werden die Flugzeiten der verschiedenen Ionenbruchstücke und ihre Autokorrelation gegeneinander aufgetragen. In dieser Darstellung bilden sich dann sogenannte Inseln, wobei die Zahl der Ereignisse, die eine Insel bilden, ein Maß für den jeweiligen Querschnitt ist. Da die Flugzeit auch von den Geschwindigkeiten der beteiligten Ionen abhängt, ist jede Insel kein einfacher Punkt mehr. Aus der Form der Insel kann daher auf die Dynamik des Elektronenstoßes geschlossen werden.

The previously presented cross-section measurements due to electron impact have been extended by the technique of covariant mapping. For this method a specially- designed computer software for the multi-channel scaler of FAST was used. In this method the two transittimes t_A and t_B of the two ions A⁺ and B⁺ are measured. With the method of covariant mapping a two dimensional picture of the molecular fragments is generated in which essentially the times of flight of the different fragments and their autocorrelation are plotted. In this representation various islands are formed. The number of island-forming events is a measure of the corresponding cross section. Since the time of flight depends also on the velocity of the ions, the islands do not form a sharp individual point. Instead the dynamics of the electron collision can be extracted.

Fig. 2.45 shows the covariant mapping of the CO₂ molecule at electron energies of 600 eV where the false coincidences have already been removed. Fig. 2.46 shows the specific island around the CO₂²⁺-ion. The angles of the two structures 1 and 2 can be determined from the dissociation of the metastable fragments CO⁺ and O⁺ as indicated in Fig. 2.46.