Os cientistas desenvolveram um novo método para calcular as energias de ionização dos átomos quando impactados por elétrons de alta energia. A abordagem, detalhada num artigo publicado na revista Physical Review A, poderia levar a previsões mais precisas de como os átomos se comportam numa variedade de ambientes, incluindo aqueles encontrados em plasmas e reatores de fusão.

Quando um átomo é impactado por um elétron de alta energia, parte da energia do elétron pode ser transferida para os elétrons do átomo, fazendo com que eles fiquem excitados ou até mesmo ionizados (ejetados do átomo). A energia necessária para ionizar um átomo é conhecida como energia de ionização.

A energia de ionização de um átomo depende de vários fatores, incluindo a energia do elétron incidente e o número de elétrons no átomo. Para átomos simples, como o hidrogênio, a energia de ionização pode ser calculada com relativa facilidade. Porém, para átomos mais complexos, como aqueles com muitos elétrons, os cálculos tornam-se muito mais difíceis.

A nova abordagem desenvolvida pelos cientistas utiliza uma técnica chamada “teoria do funcional da densidade” (DFT). DFT é um método de mecânica quântica que pode ser usado para calcular as propriedades de átomos, moléculas e sólidos. Os cientistas usaram a DFT para calcular as energias de ionização de vários átomos, incluindo hidrogênio, hélio e lítio.

Os cientistas descobriram que a sua nova abordagem foi capaz de prever as energias de ionização dos átomos com muito maior precisão do que os métodos anteriores. Isso ocorre porque a DFT leva em consideração as interações entre todos os elétrons do átomo, o que é importante para calcular com precisão a energia de ionização.

A nova abordagem poderia levar a previsões mais precisas de como os átomos se comportam em uma variedade de ambientes, incluindo aqueles encontrados em plasmas e reatores de fusão. Isto pode ser importante para projetar novos materiais e dispositivos que possam suportar as condições adversas encontradas nesses ambientes.

Além de suas aplicações potenciais na física de plasma e na pesquisa de fusão, a nova abordagem também poderia ser usada para estudar as propriedades de átomos e moléculas em outros campos, como química, biologia e ciência dos materiais.