Comprender la ionización del helio afectada por el protón

Cuando un átomo se ve afectado por un protón que se mueve rápidamente, uno de sus electrones en órbita puede ser desechado, dejando un ión cargado positivamente. Para comprender este proceso, es importante que los investigadores investiguen las distribuciones en los ángulos en los que viajan los electrones cuando caen. En un nuevo estudio publicado en EPJ D, M.

Los hallazgos del equipo podrían conducir a cálculos más avanzados de este proceso de ionización. A su vez, se pueden aplicar técnicas teóricas mejoradas en campos a gran escala como la física del plasma, el tratamiento del cáncer y el desarrollo de nuevas tecnologías láser. Usando la última tecnología experimental, los físicos ahora pueden medir con precisión cómo difieren las trayectorias angulares de los electrones emitidos, dependiendo tanto de la energía del electrón como del impulso transferido desde el protón impactante. Estas distribuciones se describen en cálculos denominados “secciones transversales totalmente diferenciales” (FDCS), que son necesarias para guiar los modelos teóricos del proceso de ionización. Sin embargo, hasta la fecha, los cálculos teóricos a menudo contradicen de manera incierta con la FDCS obtenida experimentalmente.

En su estudio, el equipo de Purkait investigó la ionización de un átomo de helio por el efecto de un protón. Debido a que un núcleo de helio contiene dos protones y dos neutrones, los investigadores estudiaron el proceso utilizando una aproximación de “onda distorsionada de cuatro cuerpos” (DW-4B). Con este conjunto de herramientas, pueden aproximarse a las interacciones muy complejas involucradas usando matemáticas más simples. Esto les permitió explicar el comportamiento del electrón emitido y el efecto sobre el protón en el campo eléctrico de un núcleo de helio, y cómo la posición del núcleo se distorsiona a su vez. Al comparar sus resultados con los FDCS medidos en experimentos recientes, el equipo descubrió que estaban razonablemente de acuerdo con las energías de alto impacto. Las discrepancias obvias surgieron solo para valores más altos de la transferencia de momento de protones y electrones, y para los electrones de energía promedio. El equipo ahora espera que sus hallazgos mejoren las técnicas teóricas en investigaciones futuras.

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referencia

Jana, Dr .; Samdar, S. Burkett, K. et al. Secciones transversales completamente diferenciales de ionización simple de helio por efecto protón. euro. Phys. J. D 75, 164 (2021). https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-021-00160-1

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