1 Revidované výsledky srážek iontů Rg+ s klastry Rg3, analýza disociovaných stavů systému Rg4+, rozvoj balíku Multidis (v rámci projektu Otevřená věda II) Pracoviště: Ostravská univerzita v Ostravě Vedoucí stáže: Ivan Janeček Jan Premus Mendelovo gymnázium v Opavě

2 Řešený problém Kanály reakce:

3 Řešený problém - rozdělení podle typu ionizace střely Diabatická ionizace –Mix dvou (tří) energetických stavů –Se zapnutou spin-orbitální interakcí jsou velké rozdíly mezi energiemi konkrétních hladin –Při přeskoku na konkrétní hladinu dojde k velkým změnám hybností jader Adiabatická ionizace –Konkrétní energetická hladina –Spin-orbitální rozštěpení – 2 stavy dolní stav (6. a 7. energetická hladina) horní stav (11. energetická hladina)

4 Hemikvantová dynamika Simulace dynamiky na počítači –založena na numerickém řešení pohybových rovnic (klasických či kvantových) Hemikvantová dynamika (HQD) míchá oba přístupy –elektrony kvantově (stav = vlnové funkce – pravděpodobnosti výskytu) –těžká jádra klasicky (stav = polohy a hybnosti) Z počátečního stavu, určíme vývoj stavu v časech následujících. –trajektorie systému atomů = vývoj souboru jejich poloh

5 Metoda středního pole Metoda středního pole (MF = varianta HQD) –jádra se pohybují v silovém potenciálu určeném jako vážený průměr energií elektronových hladin –váha = aktuální pravděpodobnost obsazení stavu. Metoda středního pole s quenchingem MFQ –varianta MF se zahrnutím periodických pokusů o přeskok na konkrétní energetickou hladinu –odstranění parciálních nábojů na fragmentech po rozpadu systému –MFQ – AMP/S – varianta MFQ, energie se dorovnává přeškálováním hybností jader, problém zachování nenulového momentu hybnosti –MFQ – AMP/SS – nová metoda, u srážkového experimentu zachovává individuální momenty hybnosti při přeskoku, tedy i celkový –MFQ – AMP/SR – obecnější metoda, zachování celkového momentu hybnosti přeškálováním v rotující souřadnicové soustavě

6 Srovnání MFQ – AMP/SS a MFQ – AMP/SR Při diabatické ionizaci střely dávají obě metody podobné výsledky E=0.02 eV E = 1 eV

7 Diabatická ionizace – Účinný srážkový průřez pro produkci nabitých dimerů Total cross section ( Å 2 ) Energy of projectil (eV) MF – AMP/SMF – AMP/SS

8 Analýza energetických hladin Studovány energetické hladiny v konfiguracích –Rg 2 + 2Rg –Rg 3 + Rg Vychází se z konfigurace globálního minima Rg 2 a Rg 3 a monomerů ve vzdálenosti 100 Ǟ Vzdálenosti v celém systému prodlužovány nebo zkracovány –u trimeru je na ose x vzdálenost mezi dvěma atomy (strana rovnostranného trojúhelníku)

9 Energetické hladiny – Rg 3 + Rg Argon KryptonXenon --- energie neutrálního trimeru — energie nabitého trimeru — energie stabilní konfigurace neutrálního trimeru + nulové kmity

10 Energetické hladiny bez SO – Rg 3 + Rg U všech tří prvků stejný průběh --- energie neutrálního trimeru — energie nabitého trimeru — energie stabilní konfigurace neutrálního trimeru + nulové kmity Argon Rg 3 + Rg

11 Energetické hladiny – Rg 2 + 2Rg Asi tabulka s energiemi, potřebnými k překřížení hladin DODĚLAT

12 Analýza energetických hladin - závěry Argon a Xenon –Nedochází k překřížení hladin nabitého a neutrálního trimeru Krypton –Dochází k překřížení hladin nabitého a neutrálního trimeru –=> možný přeskok náboje ze střely na terč Energetické hladiny bez spin-orbitální interakce –Dochází k překřížení hladin nabitého a neutrálního trimeru u všech tří prvků

13 Adiabatická ionizace střely - výsledky

14 Účinný srážkový průřez - Argon

15 Účinný srážkový průřez - Krypton

16 Účinný srážkový průřez - Xenon

17 Nabité trimery U Ar je zastoupení nabitých trimerů do 5%

18 Dalitz plot

19 Dalitz plot – Argon (E=0,02 eV) Spodní hladina Horní hladina

20 Dalitz plot – Xenon (E=0,02 eV) Spodní hladinaHorní hladina

21 Závěr Diabatická ionizace –Významný vliv započtení zákona zachování hybnosti –Pravděpodobnost produkce nabitého dimeru klesá s rostoucí energií výrazný rozdíl mezi argonem a oběma těžšími vzácnými plyny vliv spi-orbitálního rozštěpení –Část produkce nabitých dimerů připadá na přenos náboje mezi střelou a terčem pozorován až do b asi 40 Å Adiabatická ionizace –K přeskoku náboje dochází jen u simulací s kryptonem –U kryptonu a xenonu vysoká produkce nabitých trimerů

22 Výhledy rozšíření o výpočty pro He s využitím výstupů při studiu heliového plazmatu (Univerzita Toulouse) Výpočty pro srážky Ar 3 + a Ar 2 + s neutrálními monomery

23 Přínos Rozšíření programového balíku pro počítačové simulace metodou hemikvantové dynamiky o programové nástroje pro studium srážek (dva programy připravující počáteční podmínky srážky a rozšíření dynamického modelu). Otestování mezí hemikvantové dynamiky a ověřování možností jejího zobecnění pro širší spektrum problémů. Ověření možností teoretického modelování srážky iontu Rg + (Rg=Ar, Kr, Xe) s příslušnými klastry Rg 3. Výstupem modelu jsou např. účinné průřezy srážek (možnost aplikace při experimentu) Výhledově rozšíření o výpočty pro He s využitím výstupů při studiu heliového plazmatu (Univerzita Toulouse)