2011. március 24.

Physical Review A 82, 052710 (2010)

Classical trajectory Monte Carlo model calculations for ionization of atomic hydrogen
by 75-keV proton impact


(Hidrogén atomok 75 keV energiájú protonokkal kiváltott ionizációjára vonatkozó elméleti vizsgálatok a klasszikus pályák számításán alapuló Monte Carlo modell alkalmazásával)

Sarkadi László


Az atomi háromtest rendszerek ütközés által kiváltott szétesési folyamatának elméleti megértése az atomi ütközések fizikájának fundamentális fontosságú problémái közé tartozik. A folyamatra vonatkozó Schrödinger-egyenletnek nincs egzakt analitikus megoldása. A probléma megoldásában a nehézséget az ütközés során szabaddá váló három részecske között ható Coulomb-erő hosszú hatótávolsága okozza. Az egzakt megoldás hiányában a problémára kidolgozott közelítő elméleti modellek pontosságának, érvényességi határainak egyetlen ellenőrzési lehetősége a kísérleti adatokkal történő összehasonlítás. Következésképpen a háromtest atomi rendszerekre végzett ilyen jellegű kísérletek sarkalatos jelentőségűek.

Az ion-atom ütközések területén a legegyszerűbb háromtest szétesési folyamat a hidrogén atom protonbombázással kiváltott ionizációja. Az atomi hidrogénből álló céltárgy elkészítése nem könnyű, ezért az ionizációs vizsgálatok elsöprő többségét hidrogénmolekula, hélium, vagy még nehezebb céltárgyakon végezték, illetve végzik. Bár a sokelektronos atomok ionizációjának leírása jó közelítéssel visszavezethető a háromtest problémára a független-elektron modell alkalmazásával, az elektron-elektron kölcsönhatás elhanyagolása bizonytalanságot jelent az ionizációs modellek teljesítőképességének megítélésében.

A fentiek alapján nagy jelentőségűek azok a kísérleti adatok, amelyekről a közelmúltban Laforge és mktsi. [Phys. Rev. Lett. 103, 053201 (2009)], valamint Schulz és mktsi. [Phys. Rev. A 81, 052705 (2010)] számoltak be atomi hidrogén 75 keV energiájú protonokkal kiváltott ionizációjára vonatkozóan. A szerzők az ionizáció kétszeresen differenciális hatáskeresztmetszeteit mérték a proton energiaveszteségének és szóródási szögének függvényében. Eredményeiket számos ionizációs elméleti modell előrejelzéseivel összehasonlították. Meglepő módon - az ütközési rendszer egyszerűsége ellenére - az elmélet és kísérlet között csupán nagyságrendi egyezésről lehet beszélni. Ennek egyik oka az lehet, hogy a tekintett kvantummechanikai modellek perturbációszámításon alapulnak, amelynek alkalmazhatósága erre az ütközésre kérdéses. Jelenleg olyan nem-perturbatív kvantummechanikai modell, amely a három részecske közötti kölcsönhatások mindegyikét egyenrangúan veszi figyelembe (aszimptotikusan nagy távolságokban is), nem létezik. Ugyanakkor ebből a szempontból figyelemre érdemes az atomi ütközések fizikájában kiterjedten használt közelítő módszer, az ún. klasszikus pályák számításán alapuló Monte Carlo módszer, amely ugyan klasszikusan, de egzaktul leírja a háromtest dinamikát. Jelen munka ez utóbbi modell alkalmazásával megmutatta, hogy a tekintett ütközésben a szétesési folyamat tisztán a klasszikus mechanika fogalmaival nem érthető meg, leírásához a jelenlegi kvantummechanikai modellek továbbfejlesztésére van szükség.


Korábban:



2011. február 8.
Determining reaction cross sections via characteristic X-ray detection: α-induced reactions on 169Tm for the astrophysical γ-process

Physics Letters B 695 (2011) 419-423
G. G. Kiss, T. Rauscher, T. Szűcs, Zs. Kertész, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky, C. Fröhlich, J. Farkas, Z. Elekes, E. Somorjai

2011. január 8.
Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

Nature 469, 68-71 (2011)
B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezső, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István