Ioniseringsmekanismer af fangede atomer ramt af let stof

Lys, der interagerer med brintatomer indesluttet i hule bure sammensat af kulstofatomer - kaldet fullerenmateriale - frembringer ionisering. Dette fænomen, som har været genstand for intens teoretisk undersøgelse, er særligt interessant, fordi lysstrålerne kan have dramatiske effekter ved at inducere små eksterne energipotentialer. Specifikt, de ændrer de strukturelle og dynamiske egenskaber af de atomer, der er indespærret i fulleren-molekylet. Ana Frapiccini fra CONICET forskningscenter ved Universidad Nacional del Sur, i Bahía Blanca, Argentina, og kolleger har netop offentliggjort en undersøgelse i EPJ D forklare teorien bag ioniseringen. Anvendelser af denne proces omfatter lægemiddellevering, kvanteberegning, solcelleanlæg og brintlagring.

I dette studie, forfatterne har udviklet en metode til at løse Schrödinger-ligningen, der beskriver adfærden, over tid, af et atom, der interagerer med en ekstern lysimpuls. Dette giver en teoretisk beskrivelse af, hvordan ydre lysstråler påvirker energiniveauerne af brintatomerne fanget inde i fullerenerne. Ved at løse ligningen, forfatterne har med succes transformeret problemet til en meget enklere ligning, som forklarer lysets spredningseffekt på de fangede atomer.

Dermed, de forvandlede deres forsøg på at nå frem til en teoretisk forståelse af ionisering til en undersøgelse af en enklere semi-empirisk model af energipotentialerne - som er lokale, sfærisk symmetrisk, og anses for at være konstant.

Frapiccini og kolleger afslører således i denne undersøgelse nøgleaspekter af ioniseringsprocessen på atomer fanget inde i et fulleren-molekyle. Forfatterne tester derefter deres teori ved hjælp af en applikation baseret på at studere indflydelsen af ​​indeslutningen af ​​et brintatom i fullerenbure af to forskellige størrelser; nemlig C36 og C60. De konkluderer, at fullerenburet fungerer som en captor for elektronen, som er ioniseret inde i buret, når de udsættes for en laserpuls af samme intensitet som forskellen mellem de lavere energiniveauer.