Fig. 1 Espectro DR e coeficiente de taxa de plasma de Ca semelhante ao carbono 14 + íons. Crédito:IMP
Pesquisadores do Instituto de Física Moderna (IMP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e seus colaboradores obtiveram recentemente novos resultados em espectroscopia de precisão de recombinação dieletrônica. Os resultados foram publicados no Astrophysical Journal e Revisão Física A .
Mais de 95% da matéria visível está em estado de plasma no universo. Os processos atômicos no ambiente de plasma estão envolvidos nos estudos fundamentais das estrelas, remanescentes de supernova, galáxias, nebulosas planetárias, Binários de raios-X, e núcleos galácticos ativos. Com o desenvolvimento de telescópios de raios-X, o cientista pode obter as principais informações dos plasmas celestes usando os dados de observação do observatório espacial combinados com o modo teórico relevante, e assim eles são capazes de compreender profundamente a formação e evolução dos corpos celestes.
A recombinação elétron-íon é uma das reações de colisão mais importantes no ambiente de plasma. Coeficientes de taxa de recombinação elétron-íon precisos são os parâmetros de entrada mais básicos para modelagem astrofísica e de plasma de fusão. As linhas de radiação no processo de recombinação dieletrônica (DR) podem ser utilizadas como uma sonda eficaz para o diagnóstico de temperatura e densidade do elétron em plasmas.
O anel de armazenamento de íons pesados combinado com o dispositivo de resfriamento de elétrons fornece uma plataforma experimental única para a pesquisa experimental de espectroscopia de precisão DR de íons altamente carregados. Usualmente, os experimentos de DR do anel de armazenamento têm resolução de energia extremamente alta, e a energia relativa entre os feixes de elétrons e íons pode ser precisamente desafinada em uma faixa de energia muito ampla, que fornecem o único método para medir os processos de DR de baixa energia, especialmente para as ressonâncias DR perto do limiar de ionização.
Fig. 2 Espectro DR e coeficiente de taxa de plasma de Kr semelhante ao sódio 25 + íons. (Imagem por IMP
Pesquisadores do IMP, junto com pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, Fudan University e University of Strathclyde, realizaram com sucesso a espectroscopia de precisão DR de cálcio semelhante ao C e criptônio semelhante ao Na no anel de armazenamento de íons pesados (HIRFL-CSRm) em Lanzhou, China.
Eles obtiveram os coeficientes de taxa de DR absolutos de 40Ca 14 + e 86Kr 25 + dentro da faixa de energia de 0-90 eV, e então os comparou com os resultados do cálculo por Código Atômico Flexível e códigos AUTOSTRUCTURE cuidadosamente.
Além disso, o coeficiente da taxa de plasma que pode ser usado para modelagem de plasma foi obtido e comparado com os dados teóricos recomendados anteriormente.
Para íons Ca14 +, verifica-se que o resultado calculado do coeficiente de taxa do intervalo de temperatura do plasma de fotoionização usado para a modelagem teórica foi duas ordens de magnitude menor do que o resultado deste experimento. Para íons Kr25 +, os cientistas descobriram que a correlação eletrônica tem contribuições muito importantes no espectro DR na faixa de baixa energia, e o forte efeito de mistura entre ressonâncias DR de baixa energia deve ser considerado.
O espectro de precisão DR obtido neste trabalho não pode ser usado apenas para estudar a estrutura do nível de energia de íons altamente carregados e, assim, testar a teoria, mas também fornecem dados de referência de alta precisão para o diagnóstico e modelagem de plasmas astrofísicos e de fusão.
