HEAVY-ION COOLING AND RADIATIVE RECOMBINATION

Résumé
Actuellement, un grand nombre d'anneaux est en construction pour stocker des ions. Ils utiliseront le refroidissement des électrons, afin d'augmenter la densité de l'espace de phase des ions stockés, et afin de gagner des avantages en luminosité et en résolution pour une variété d'expériences. Cet aperçu donne une introduction plus générale de la technique de refroidissement des électrons. On identifie des aspects en physique atomique pour les interactions électron-ion à basse vitesse relative. La recombination radiative électron-ion est un des processus les plus importants parce-qu'elle peut avoir de fortes implications sur le fonctionnement d'un anneau de stockage qui utilise le refroidissement des électrons. On peut estimer la durée de vie du faisceau des ions : celle-ci est limitée par les pertes dûes à la recombination ; elle est en fonction de la densité et de la température des électrons et pour toutes valeurs du nombre atomique Z des ions. On discute l'utilisation des processus de recombination à l'intérieur du refroidisseur pour électrons pour la spectroscopie atomique des ions lourds qui ont peu d'électrons ; on discute aussi leur implication pour les diagnostiques du refroidissement des électrons.

Abstract
There is presently a large number of ion storage rings under construction which will use electron cooling for increasing the phase-space density of the stored ions in order to gain luminosity and resolution advantages for a variety of experiments. In this review a more general introduction to the electron-cooling technique is given. The atomic-physics aspects of electron-ion interactions at low relative velocity are identified. One of the most important processes is electron-ion radiative recombination because it can have strong implications on the operation of a storage ring employing electron cooling. Estimates are given of the ion-beam lifetime, as limited by recombination losses, as a function of electron density and temperature and for all values of the atomic number Z of the ions. The use of recombination processes in the electron cooler for atomic spectroscopy of few-electron heavy ions is discussed along with their implication on diagnostics of electron cooling.