Zrozumienie jonizacji helu pod wpływem protonu

Gdy na atom wpływa szybko poruszający się proton, jeden z jego orbitujących elektronów może zostać odrzucony, pozostawiając dodatnio naładowany jon. Aby zrozumieć ten proces, ważne jest, aby naukowcy zbadali rozkłady pod kątami, pod jakimi elektrony przemieszczają się podczas opadania. W nowym badaniu opublikowanym w EPJ D, M.

Odkrycia zespołu mogą prowadzić do bardziej zaawansowanych obliczeń tego procesu jonizacji. Z kolei udoskonalone techniki teoretyczne mogą znaleźć zastosowanie w dziedzinach wielkoskalowych, takich jak fizyka plazmy, leczenie raka oraz rozwój nowych technologii laserowych. Korzystając z najnowszej technologii eksperymentalnej, fizycy mogą teraz precyzyjnie zmierzyć, jak różnią się kątowe ścieżki emitowanych elektronów, w zależności zarówno od energii elektronu, jak i pędu przenoszonego z działającego protonu. Rozkłady te są opisane w obliczeniach zwanych „przekrojami w pełni różniczkowymi” (FDCS) – które są niezbędne do kierowania modelami teoretycznymi procesu jonizacji. Jednak dotychczas obliczenia teoretyczne często w niepewny sposób zaprzeczają uzyskanym eksperymentalnie FDC.

W swoich badaniach zespół Purkaita zbadał jonizację atomu helu pod wpływem protonu. Ponieważ jądro helu zawiera dwa protony i dwa neutrony, naukowcy zbadali ten proces przy użyciu przybliżenia „fala zniekształcona w czterech ciałach” (DW-4B). Dzięki temu zestawowi narzędzi mogą przybliżyć bardzo złożone interakcje za pomocą prostszej matematyki. To pozwoliło im wyjaśnić zachowanie emitowanego elektronu i wpływ na proton w polu elektrycznym jądra helu, a także w jaki sposób położenie jądra jest z kolei zniekształcone. Porównując swoje wyniki z FDCS zmierzonymi w ostatnich eksperymentach, zespół odkrył, że dość dobrze zgadzają się z energiami o dużym wpływie. Oczywiste rozbieżności powstały tylko dla wyższych wartości transferu pędu protonu i elektronu oraz dla elektronów o średniej energii. Zespół ma teraz nadzieję, że jego odkrycia poprawią techniki teoretyczne w przyszłych badaniach.

odniesienie

Jana, dr; Samdar, S. Burkett, K. i in. Przekroje w pełni różniczkowe pojedynczej jonizacji helu przez efekt protonowy. euro. Fiz. J. D 75, 164 (2021). https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-021-00160-1