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Ver el documento (formato PDF)   Kornberg, Mariano Alberto.  "Procesos de interacción fotón-átomo con dos electrones en el contínuo"  (1996)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
En esta Tesis se estudian procesos de interacción fotón-átomo para los cuales el estado final del blanco posee dos electrones en el contínuo. Los procesos considerados son los de doble fotoionización y el de doble ionización por scattering Compton. Se estudia la solución de la ecuación de Shroedinger para el problema de dos electrones en el contínuo. Se discuten en particular dos aproximaciones empleadas a lo largo del trabajo: el modelo C2 o modelo construido dentro de la aproximación de partícula independiente, y el modelo C3 construído como el producto simple de tres contínuos Coulombianos de dos cuerpos. El modelo C3 es una solución correcta en un dominio asintótico. Se introduce un sistema de coordenadas seis-dimensional para escribir la ecuación de Shroedinger, denominado sistema de coordenadas parabólicas generalizadas. Este sistema tiene la propiedad que reteniendo tres de sus coordenadas, y despreciando correcciones de corto alcance, la solución para la ecuación resultante es El modelo C3. Desde otro enfoque, se estudia la expansión perturbativa de la función de onda haciendo uso de potenciales Coulombianos apantallados. Se compara la expansión perturbativa con la expansión de un modelo construído como el producto de tres soluciones exactas del problema de dos cuerpos. Se emplea el modelo C3 para el calculo de secciones eficaces de doble fotoionización del He(1So). Como se emplea una función de onda altamente correlacionada para el estado ligado, los resultados obtenidos sirven como un test crítico del estado de doble contínuo empleado para este proceso doble. Para todas las energías, los resultados exhiben una gran discrepancia entre las formas de longitud y velocidad. En el límite de alta energía, la forma de velocidad esta de acuerdo con recientes mediciones que emplean radiación de sincrotrón y con cálculos previos. A bajas energías de fotón, la aproximación C3 no puede dar cuenta de los datos ni en magnitud ni en forma. Se calculan secciones eficaces de doble fotoionización para los átomos dielectrónicos H-, He, Li+ y O6+ usando los modelos C3 y C2. Cuando se incrementa la carga nuclear ZT, se encuentra que la sección eficaz de doble fotoionización se escala como 1/Z^4 y la distribución de energía cinética de electrón como 1/Z^6. Se extraen conclusiones acerca del comportamiento de las secciones eficaces en las regiones de alta energía y del umbral. El cociente de doble a simple fotoionización se escala como 1/Z^2, como en el caso de impacto por protones. Los efectos de retardación en las secciones eficaces de doble fotoionización de blancos de He(1S0) se estudian para energías de fotón mayores que 1.0 keV. El parámetro de asimetría se examina primero, y se estudia la importancia de la correlación en los canales final e inicial para esta cantidad. Se estudian los efectos de la retardación en las distribuciones angulares de un electrón y se evalúa el rango de validez de una corrección de primer orden a la retardación. Finalmente, usando un modelo simple se calcula la contribución de la retardación a la sección eficaz total, y se encuentra que el cociente de doble a simple fotoionización Rf incluyendo retardación es el mismo que cuando se emplea la aproximación dipolar de velocidad. En último lugar, estudiamos la contribución del scattering Compton a la doble ionización del helio dentro de la aproximación A2. Presentamos resultados para la distribución en energía del fotón dispersado para energías de fotón incidentes de 6 y 20 keV usando dos formas alternativas del operador A2, llamadas en la literatura las formas de longitud y velocidad. Se demuestra que, aunque hay una dependencia en los resultados de acuerdo a la forma del operador empleada para el cálculo, las diferencias tienden a cancelarse al nivel de la sección eficaz total cuando se incrementa la energía del fotón incidente. Nuestros resultados apoyan la conclusión que el límite asintótico del cociente de doble a simple ionización por scattering Compton Rc es cercano a 0.8%.

Abstract:
In this Thesis photon-atom interaction processes leading to a final state of the target with two electrons in the continuum are studied. The processes considered are double photoionization and double ionization by Compton scattering. We study the solution to the Shroedinger equation for the problem of two electrons in the continuum. In particular, two approximations employed along the work are discussed: the C2 model or independent particle approximation model, and the C3 model built as the simple product of three Coulomb continuum two-body solutions. The C3 model is a correct solution in an asymptotic domain. We introduce a six-dimensional coordinate system for expressing the Shroedinger equation, named generalized parabolic coordinate system. This system has the property that, retaining three of its coordinates, and eliminating short-range corrections, the solution for the remaining equation is the C3 model. From another front, we study the perturbative expansion of the wave function using screened Coulomb potentials. We compared the perturbative expansion with the expansion of a model built as the product of three exact solutions of the two-body problem. We employed the C3 model to calculate double photoionization cross sections of the He(1S0) atom. As a highly correlated ground-state wave function is employed, the present results serve as a critical test of the two-electron continuum wave function on this double process. For all energies, the results exhibit a large discrepancy between the length and velocity forms. In the high-energy limit, the velocity form agrees quite well with recent synchroton measurement and with previous calculations. At low photon energies, the C3 approximation fails to account for the data in magnitude and shape. Double-photoionization cross sections are calculated for two-electron targets H-, He, Li+ and O6+ using the C3 and C2 models. As the target nuclear charge ZT is increased, the double photoionization cross section is found to scale as 1/Z^4 and the electron energy distribution as 1/Z^6. Conclusions are extracted about the behaviour of the cross sections in the high-energy and threshold regions. The ratio of double to single photoionization scales as 1/Z^2, as in the case of proton impact. Retardation effects on the cross sections for double photoionization of He(1S0) targets are studied at photon energies above 1.0 keV. The dipole asymmetry parameter is examined first and the importance of correlation in the final and initial states for this quantity is examined. The effects of retardation on the electron angular-distributions are studied and the range of validity of a first-order retardation correction is evaluated. Finally, by using a simple model the contribution of retardation on the total cross section is calculated, and it is found that the ratio of double to single photoionization Rf including retardation remains equal as when the dipole velocity approximation is employed. Finally, we study the Compton-scattering contribution to the double ionization of helium within the A2 approximation. We present results for the final-photon energy distribution for incoming photon energies of 6 and 20 keV using two alternative forms for the A2 operator, named in the literature as the length and velocity forms. It is shown that, although there is a form-dependence of the results, these differences tend to cancel at the level of the total cross section as the incoming photon energy increases. Our results support the conclusion that the as ymptotic limit for the ratio of double-to-single ionization by Compton scattering Rc is about 0.8%.

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Registro:
Título : Procesos de interacción fotón-átomo con dos electrones en el contínuo     =    Photon-atom interaction processes with two electrons in the continuum
Autor : Kornberg, Mariano Alberto
Director : Miraglia, Jorge Esteban
Año : 1996
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE). Grupo de Colisiones Atómicas
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_2841_Kornberg
Idioma : Español
Area Temática : Física / Colisiones Atómicas
Palabras claves : FISICA ATOMICA; FOTOIONIZACION; SCATTERING COMPTON; ESTADOS DEL CONTINUO; EXPANSIONES PERTURBATIVAS; CORRELACION ELECTRON-ELECTRON; ATOMIC PHYSICS; PHOTOIONIZATION; COMPTON SCATTERING; CONTINUUM STATES; PERTURBATIVE EXPANSIONS; ELECTRON-ELECTRON CORRELATION
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