Aca - Departamento de Física - Universidad Técnica Federico Santa ...

V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia
Estados selectivos de captura de electrones en colisiones de 3 He 2+ +He a
energías intermedias de impacto aplicando la técnica COLTRIMS
M. Alessi 1 , S. Otranto 2 , D. Fregenal 1 , P. Focke 1
1 Centro Atómico Bariloche, S. C. de Bariloche, 8400, Río Negro, Argentina
2 Departamento de Física Universidad Nacional del Sur, 8000 Bahía Blanca, Buenos Aires Argentina.
email del autor correspondiente: alessi@cab.cnea.gov.ar
Durante la última década el desarrollo de
la técnica COLTRIMS (Cold Target Recoil - Ion
Momentum Spectroscopy) ha provocado un
cambio fundamental en la investigación de colisiones
atómicas y moleculares. Dicha técnica
también conocida como Reaction Microscope,
es actualmente una de las herramientas más
completas que permite reconstruir con alta resolución
y en forma detallada procesos de colisiones
que involucren átomos, moléculas y clusters
en estado gaseoso.
Lo novedoso de dicha técnica es la incorporación
e integración de blancos fríos supersónicos,
detectores bidimensionales de partículas y
espectrómetros electrostáticos; que junto con el
desarrollo de electrónica ultra-rapida y la técnica
de medición por tiempo de vuelo (TOF), la convierten
en una herramienta fundamental para el
estudio de procesos que involucren transferencia
de carga, simple y múltiple ionización por iones,
electrones y fotones, entre otros procesos.
La utilización de un haz supersónico colimado
para la producción de blancos fríos localizados
y de detectores de partículas sensibles a
la posición, es lo que determina la resolución y
precisión en la medición de los momentos transferidos
durante las colisiones.
Dicha técnica lleva poco más de diez años
de desarrollo y aplicación, y se encuentra en
plena producción en su país gestador, Alemania
y en países como Estados Unidos, Francia y Japón.
Luego de varios años de desarrollo se logró
la optimización de diversas partes de los diseños
originales. En nuestro país, es una técnica nueva
y se ha incorporado en los últimos años en nuestro
laboratorio. La versión del equipamiento implementado
en el Centro Atómico Bariloche corresponde
a uno de las primeras variantes de la
técnica desarrollada en Alemania, con algunas
modificaciones que fueron incorporándose durante
el montaje y caracterización del presente
equipo.
La línea experimental de Bariloche consta
de un sistema de transporte y colimación del haz
de proyectiles (iones/átomos) provenientes del
acelerador Kevatron tipo Cockcroft-Walton, que
permite alcanzar energías del orden de 10 a
250 keV. Dicho haz es transportado hacia la
zona de colisión, dentro de una cámara que alcanza
presiones de base del orden de 10 -8 Torr,
donde impacta con un haz supersónico gaseoso
enfriado, ya sea atómico o molecular. En nuestro
caso, el enfriamiento del blanco se produce durante
una expansión adiabática del mismo, a través
de un sistema de tobera-skimmer. Tal enfriamiento
tiene el objetivo de reducir considerablemente
la distribución de momentos inicial
del blanco, hasta llegar a ser despreciable, comparada
con los momentos transferidos durante
los procesos de colisiones.
Los fragmentos e iones en retroceso producidos
durante las colisiones, son extraídos
utilizando un espectrómetro electrostático y son
detectados por medio de un detector sensible a la
posición (DLD40) tipo multi-hit, conformado
por micro-channelplates (MCP) y ánodo por
líneas de retraso. Dicho detector junto con la
técnica de medición TOF, la incorporación de
campos eléctricos en la línea emergente del proyectil
y la utilización de detectores ultra-rápidos
(tipo channeltron) permiten medir en coincidencia
los momentos de los iones producidos en las
colisiones y el estado de carga del proyectil
emergente. Esta configuración de medición abre
75 Valparaíso, Chile