Fig. 1 Spettro DR e coefficiente di velocità plasmatica di Ca . simile al carbonio 14 + ioni. Credito:IMP
I ricercatori dell'Istituto di fisica moderna (IMP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ei loro collaboratori hanno recentemente ottenuto nuovi risultati sulla spettroscopia di precisione a ricombinazione dielettronica. I risultati sono stati pubblicati nel Giornale Astrofisico e Revisione fisica A .
Più del 95% della materia visibile è allo stato di plasma nell'universo. I processi atomici nell'ambiente del plasma sono coinvolti negli studi fondamentali delle stelle, resti di supernova, galassie, nebulose planetarie, binari a raggi X, e nuclei galattici attivi. Con lo sviluppo dei telescopi a raggi X, lo scienziato può ottenere le informazioni chiave dei plasmi celesti utilizzando i dati di osservazione dell'osservatorio spaziale combinati con la modalità teorica pertinente, e così sono in grado di comprendere profondamente la formazione e l'evoluzione dei corpi celesti.
La ricombinazione elettrone-ione è una delle più importanti reazioni di collisione nell'ambiente del plasma. I precisi coefficienti di velocità di ricombinazione elettrone-ione sono i parametri di input più basilari per la modellazione astrofisica e del plasma di fusione. Le linee di radiazione nel processo di ricombinazione dielettronica (DR) possono essere utilizzate come una sonda efficace per la diagnostica della temperatura e della densità degli elettroni nei plasmi.
L'anello di accumulo di ioni pesanti combinato con il dispositivo di raffreddamento degli elettroni fornisce una piattaforma sperimentale unica per la ricerca sperimentale della spettroscopia di precisione DR di ioni altamente carichi. Generalmente, gli esperimenti DR ad anello di accumulo hanno una risoluzione energetica estremamente elevata, e l'energia relativa tra i fasci di elettroni e ioni può essere desintonizzata con precisione in un intervallo di energia molto ampio, che forniscono l'unico metodo per misurare i processi di DR a bassa energia, soprattutto per le risonanze DR vicine alla soglia di ionizzazione.
Fig. 2 Spettro DR e coefficiente di velocità plasmatica di Kr . simile al sodio 25 + ioni. (Immagine di IMP
Ricercatori dell'Imp, insieme ai ricercatori dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, Università Fudan e Università di Strathclyde, hanno eseguito con successo la spettroscopia di precisione DR del calcio simile al C e del kripton simile al Na presso l'anello di accumulo di ioni pesanti (HIRFL-CSRm) a Lanzhou, Cina.
Hanno ottenuto i coefficienti di velocità DR assoluti di 40Ca 14 + e 86Kr 25 + entro l'intervallo di energia di 0-90 eV, e poi confrontarli con i risultati di calcolo per Codice Atomico Flessibile e codici AUTOSTRUTTURA con attenzione.
Inoltre, il coefficiente di velocità del plasma che può essere utilizzato per la modellazione del plasma è stato ottenuto e confrontato con i precedenti dati teorici raccomandati.
Per gli ioni Ca14+, si trova che il risultato calcolato del coefficiente di velocità dell'intervallo di temperatura del plasma di fotoionizzazione utilizzato per la modellazione teorica era di due ordini di grandezza inferiore al risultato di questo esperimento. Per gli ioni Kr25+, gli scienziati hanno scoperto che la correlazione elettronica ha contributi molto importanti nello spettro DR a bassa gamma di energia, e deve essere considerato il forte effetto di miscelazione tra risonanze DR a bassa energia.
Lo spettro di precisione DR ottenuto in questo lavoro non può essere utilizzato solo per studiare la struttura del livello energetico di ioni altamente carichi e quindi testare la teoria, ma fornisce anche dati di riferimento ad alta precisione per la diagnosi e la modellazione di plasmi astrofisici e di fusione.
