Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Disciplina: | fisica |
| Título: | Emisión de radiación en colisiones ION-Átomo a altas energías de impacto y elevados momentos del fotón |
| Autor: | Pacher, Manfred Claudio |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE). Grupo de Colisiones Atómicas
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| Publicación en la Web: | 2017-03-01 |
| Fecha de defensa: | 1990 |
| Fecha en portada: | 1990-06 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor en Ciencias Físicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Física |
| Director: | Miraglia, Jorge Esteban |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2335_Pacher |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n2335_Pacher.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n2335_Pacher |
| Ubicación: | 002335 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Pacher, Manfred Claudio. (1990). Emisión de radiación en colisiones ION-Átomo a altas energías de impacto y elevados momentos del fotón. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2335_Pacher |
Resumen:
Esta tesis trata sobre la emisión de radiación continua en colisiones ion-átomo a altasenergías (no relativistas) de impacto. En particular se estudiaron los procesos de recombinación (RR), captura electrónica radiativa (REC), bremsstrahlung nuclear (NB) ybremsstrahlung atómico (AB). En todo momento se consideró que el momento del fotón esno despreciable, es decir, no se utilizó la aproximación dipolar para el cálculo de los espectrosy distribuciones angulares. Las secciones eficaces calculadas se obtuvieron con un cálculo perturbativo a primerorden en el hamiltoniano de interacción materia-radiación y con aproximaciones para lasfunciones de onda mecánicas en el rango de altas energías de colisión. Entre las transicionesposibles entre estados del campo de radiación se ha tenido en cuenta únicamentela emisión espontánea, es decir, la transición de cero a un fotón, despreciando las que involucrana más de uno. Hemos considerado como variables relevantes la energía y ángulodel fotón, ambas tomadas con respecto al sistema del laboratorio, integrando sobre losque consideramos grados de libertad internos, a saber, el momento (en módulo y ángulosólido) del ion emergente, obteniendo entonces secciones eficaces triplemente diferenciales (dσ/dwdΩw(θw,w)). También calculamos secciones eficaces simplemente diferenciales en energíadel fotón (dσ/dw(w)), integrando sobre la distribución angular de emisión. El hechode que el momento del fotón no se desprecie, es fundamental para la estructura de las distribucionesangulares, ya que se ven desplazadas hacia adelante (en dirección y sentido delion incidente) a diferencia del caso en que se considera la aproximación dipolar, que dadistribuciones simétricas respecto de la dirección perpendicular a la de la velocidad del ionincidente. Este comportamiento de las distribuciones angulares es común a todos los procesosque estudiamos (RR, REC, AB y NB). En el capítulo 3 se estudian la recombinación y la captura electrónica radiativa utilizandolas funciones de onda mecánicas de Born y coulombiana en el primer caso, y Born eimpulsiva exacta (EIA) en el segundo. Se calcularon distribuciones angulares y espectros enenergía del fotón. En el capítulo 4 se estudia el bremsstrahlung atómico en colisiones ion-átomo. Semuestran cálculos de distribuciones angulares y espectros en energía y se compara la importanciarelativa de este proceso (AB) con el de emisión de electrones secundarios (SEB) quetiene lugar en colisiones con sólidos. En el capítulo 5 se estudia el bremsstrahlung nuclear. Se realizan cálculos con funcionesde onda mecánicas coulombianas exactas. Se muestran distribuciones angulares y espectrosen energía del fotón. Se comparan los resultados obtenidos con los de AB. En los espectrosen energía del fotón hay un rango en el que AB es el proceso dominante con respecto a NB. Para energías superiores, AB decrece y NB se vuelve dominante. Hemos calculado los valoresde la energía y ángulo del fotón emitido para los cuales los espectros de AB y NB se cruzan. En el capítulo 6 se estudian leyes de escala para los proceso AB y NB, donde semuestran expresiones sencillas para las mismas. Las secciones eficaces de AB son expresadascomo productos de una función de intensidad y una de forma, donde la primera dependede parámetros propios de la colisión (cargas, velocidad incidente, etc.) y la última dependesolamente del parámetro que determina la ley de escala (wA)y funciones armónicas del ángulode emisión del fotón. Para NB se efectúa un tratamiento similar de las secciones eficaces. En el capítulo 7 se presentan resultados correspondientes al estudio del grado delpolarización lineal en AB y NB. Los cálculos se basan en las expresiones aproximadas halladasen el capitulo 6. En particular, se observa que los signos de la polarización son opuestos,lo que produce un salto abrupto del signo si consideramos la suma de ambos procesos cercade la región en que NB se vuelve dominante sobre AB. Esta característica de los espectrossirve para discriminar ambos procesos en la radiación continua de fondo.
Abstract:
This thesis deals about the continuum radiation emission in high impact energy (nonrelativistic) ion-atom collisions. Particularly, the processes of recombination (RR), radiativeelectron capture (REC), nuclear bremsstrahlung (NB) and atomic bremsstrahlung (AB) werestudied. The photon moment has always been considered, that is, the dipole aproximationwas not used to perform the calculation of the spectra and angular distributions. The calculated cross sections were obtained with a perturbative calculation to firstorder in the radiation-matter interaction hamiltonian, and with high energy approximationsfor the mechanical wave functions. Among the possible radiation field transitions, it wasconsidered only the spontaneus emission, ie., the transition form zero to one photon, neglectingthe transitions which involve more than one photon. We have considered as releventvariables the photon -energy and -angle, in reference to the laboratory frame, integratingover what we consider the internal degrees of freedom, namely, the momentum (in absolutevalue and solid angle) of the emergent ion, obtaining then, triple-differential cross sections (dσ/dwdΩw(θw,w)). We also calculate single-differential cross sections in photon energy (dσ/dw(w)), integrating over the emission angular distribution. The fact that the photonmomentum is not neglected, is fundamental for the structure of the angular distributions,because they are shifted in the forward direction (in direction and orientation of the impingingion), what is not true when the dipole aproximation is taken, where the distributionsare symmetric in reference to the direction perpendicular to the impinging ion velocity. This behaviour of the angular distributions is common to all the processes we have studied (RR, REC, AB and NB). In chapter 3 is studied the recombination and the radiative electron capture using themechanical Born and Coulomb wave functions in the first case, and Born and the exactimpulse aproximation (EIA) in the second one. Angular distributions and photon energyspectra were calculated. In chapter 4 the atomic bremsstrahlung in ion-atom collisions is studied. Angulardistributions and photon energy spectra are shown, and the relative importance of AB iscomparated with the secondary bremsstrahlung (SEB), which take place in ion solid collisions. In chapter 5 the nuclear bremsstrahlung is studied. The calculations are performedwith exact Coulomb wave functions. Angular distributions and photon energy spectra areshown. The results obtained are compared with the AB. In the photon energy spectra existsa range in which AB dominates over NB. For higher energies, AB decreases and NB becomesdominant. We have calculated the values of the angle and energy of the emmitted photonwhere the AB and NB spectra overlapp. In chapter 6 scaling laws for the AB and NB processes are studied, where simple expressionsfor them are shown. The AB cross sections are expressed as a product of a strengthand a shape funtion, where the former depends on paremeters of the collision (charges, impingingvelocity, etc.) and the last depends only on the parameter which determines thescaling law (wA) and of armonic functions of the photon emission angle. The NB crosssections are treated in similar way. In chapter 7 results corresponding to the degree of linear polarization in AB and NBare presented. The calculations are based on the aproximate expressions found in chapter 7. It is observed that the signs of the polarization are opposite, which produces an abruptchange of the sign when we consider the sum of both processes about the region where NBtakes dominant over AB. This characteristic of the spectra is useful to discriminate bothprocesses in the continuous background radiation.
Citación:
---------- APA ----------
Pacher, Manfred Claudio. (1990). Emisión de radiación en colisiones ION-Átomo a altas energías de impacto y elevados momentos del fotón. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2335_Pacher
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Pacher, Manfred Claudio. "Emisión de radiación en colisiones ION-Átomo a altas energías de impacto y elevados momentos del fotón". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 1990.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2335_Pacher
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