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Counts V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia las puertas hacia una nueva técnica en la cual toda la cinemática producida durante la colisión puede ser reconstruida, a través de la determinación de la posición de impacto de los fragmentos residuales sobre detectores bidimensionales y el tiempo de vuelo de los fragmentos y el proyectil. En este trabajo como muestra del desempeño y caracterización del equipo, presentamos mediciones de captura simple de electrones en colisiones de 3 He 2+ como proyectil incidente sobre blancos de He. El estudio fue realizado en el rango de energías intermedias de 13.3 - 100 keV/amu, rango en energías hasta ahora no explorado en la literatura. Fueron determinadas las distribuciones de momentos longitudinales en las cuales se identificaron las contribuciones de los distintos procesos de captura asociados al estado fundamental y estados excitados (Fig. 1). Se determinaron secciones eficaces de estados selectivos de captura simple como función de la energía de impacto del proyectil. Los resultados obtenidos muestran un buen acuerdo con mediciones existentes del grupo de Frankfurt [1], donde se exponen datos en el rango de energias de impacto de 60 keV/amu a 250 keV/amu; así como con datos más resientes del grupo de Lanzhou [2] a 7.5 keV/amu. Los datos experimentales presentados también son contrastados con resultados obtenidos en este trabajo con el método de trayectorias clasicas de Monte Carlo (Fig. 2). En este trabajo también por medio del modelo dCTMC se ponen en evidencia las contribuciones de cada uno de los canales (1,1), (1,2), (2,1) y (3,1) en forma discriminada, muchos de los cuales no pueden ser resueltos experimentalmente, como por ejemplo los canales (1,2) y (2,1), dada la simetría del presente proceso. Cross section (cm 2 ) 8000 6000 4000 2000 Figura 1. Distribución de momentos longitudinales p x , de iones en retroceso de He + provenientes del proceso de captura simple a 60 keV. 10 -15 (n,n')=(1,1) a) (1,2)&(2,1) (1,>3)&(>3,1) 10 -16 (>2,>2) 10 -17 10 -18 20 keV/amu (n,n´)=(1,1) 0.75 FWHM 0 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 p x (a.u.) Figura 2. Secciones eficaces de captura para diferentes estados excitados. Símbolos llenos: este trabajo; símbolos abiertos: Mergel et al. [1] (Frankfurt group); símbolos abiertos divididos: Zhu et al. [2] (Lanzhou group); líneas: cálculo dCTMC presente. Lineas: cálculo dCTMC: línea sólida (1,1); línea de trazos (1,2)&(2,1); puntos-trazos (1,≥3)&(≥3,1); línea de puntos (≥2, ≥2). Referencias (1,2) & (2,1) 100 10 100 Energy (keV/amu) (> 2, > 2) 1 2 3 (1, > 3) & ( > 3,1) [1] V. Mergel, et al., Phys. Rev. Lett. 74, 2200, (1995). [2] X. L. Zhu, et al., Chi. Phys. Lett. 23, 587, (2006). 10 76 Valparaíso, Chile
V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia Estudio de colisiones con proyectiles neutros y cargados sobre blancos moleculares de H 2 a energías intermedias de impacto con la técnica COLTRIMS M. Alessi, D. Fregenal, P. Focke Centro Atómico Bariloche, S. C. de Bariloche, 8400, Río Negro, Argentina. email del autor correspondiente: alessi@cab.cnea.gov.ar La técnica COLTRIMS (Cold Target Recoil - Ion Momentum Spectroscopy) incorporada en los últimos años en el Centro Atómico Bariloche, es actualmente una de las herramientas más nuevas con la que cuenta la División Colisiones Atómicas para realizar estudios completos sobre la cinemática de colisiones de proyectiles neutros y cargados sobre blancos supersónicos enfriados. Dicha técnica, implementada y caracterizada en los últimos años, permite en su actual desarrollo realizar mediciones de colisiones de haces livianos sobre blancos moleculares en estado gaseoso y estudiar procesos de transferencia de carga, excitación e ionización, tanto del blanco como del proyectil que involucren un cambio de carga del proyectil. Varios estudios ya se encuentran en la literatura de procesos de colisiones de proyectiles cargados sobre blancos moleculares tanto de COLTRIMS [1] como empleando otras técnicas [2], pero pocas referencias pueden hallarse sobre proyectiles neutros interactuando con moléculas [3]. Este es un campo hasta el presente prácticamente no abordado y su comprensión aporta conocimientos en áreas vinculadas con procesos en la atmósfera, plasmas, física espacial y física médica, [4, 5, 6]. En este trabajo se presentan mediciones de proyectiles atómicos neutros y cargados como He o , He + y H o , incidentes sobre el blanco molecular de H 2 , a energías de impacto intermedias de 6.25 y 50 keV/amu. La configuración básica de los procesos estudiados está dada en la Fig. 1, donde pueden observarse, la dirección x, o longitudinal, donde incide el proyectil y las dos direcciones transversales y y z, donde y es la dirección del haz blanco, y z la dirección del campo eléctrico de extracción de los fragmentos, en el espectrómetro del sistema COLTRIMS. Figura 1. Esquema simplificado de procesos estudiados con la técnica COLTRIMS. Donde x es la direccion del proyectil, y es la dirección del haz supersónico (jet), z es la dirección del campo de extracción. b y v p son el parámetro de impacto y la velocidad del proyectil incidente. es el ángulo del eje intermolecular con la dirección de incidencia del proyectil, y es el ángulo azimutal en el plano y-z. En particular en este caso, para proyectiles cargados, se presentan mediciones de procesos de captura simple del proyectil y excitación del blanco para el sistema de colisión He + + H 2 y para el caso de proyectiles neutros, se analizan procesos de pérdida, ionización y excitación. En todos los procesos se centra la atención en la emisión de fragmentos de H 2 + en todo su rango de energías, como así también en la emisión de H + pero solo para rangos de energías de emisión menores a 4 eV, es decir, el estudio se enfoca en la emisión de protones lentos. Como análisis de la cinemática se presentan las distribuciones de transferencias de momentos longitudinales (P x ) y transversales (P y - P z ) de los recoils de H 2 + (Fig.2) y H + , se 77 Valparaíso, Chile
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Counts<br />
V Encuentro Sud Americano <strong>de</strong> Colisiones Inelásticas en la Materia<br />
las puertas hacia una nueva técnica en la cual<br />
toda la cinemática producida durante la colisión<br />
pue<strong>de</strong> ser reconstruida, a través <strong>de</strong> la <strong>de</strong>terminación<br />
<strong>de</strong> la posición <strong>de</strong> impacto <strong>de</strong> los fragmentos<br />
residuales sobre <strong>de</strong>tectores bidimensionales<br />
y el tiempo <strong>de</strong> vuelo <strong>de</strong> los fragmentos y el proyectil.<br />
En este trabajo como muestra <strong>de</strong>l <strong>de</strong>sempeño<br />
y caracterización <strong>de</strong>l equipo, presentamos<br />
mediciones <strong>de</strong> captura simple <strong>de</strong> electrones en<br />
colisiones <strong>de</strong> 3 He 2+ como proyectil inci<strong>de</strong>nte<br />
sobre blancos <strong>de</strong> He. El estudio fue realizado<br />
en el rango <strong>de</strong> energías intermedias <strong>de</strong> 13.3 -<br />
100 keV/amu, rango en energías hasta ahora<br />
no explorado en la literatura. Fueron <strong>de</strong>terminadas<br />
las distribuciones <strong>de</strong> momentos longitudinales<br />
en las cuales se i<strong>de</strong>ntificaron las<br />
contribuciones <strong>de</strong> los distintos procesos <strong>de</strong><br />
captura asociados al estado fundamental y<br />
estados excitados (Fig. 1). Se <strong>de</strong>terminaron<br />
secciones eficaces <strong>de</strong> estados selectivos <strong>de</strong><br />
captura simple como función <strong>de</strong> la energía <strong>de</strong><br />
impacto <strong>de</strong>l proyectil. Los resultados obtenidos<br />
muestran un buen acuerdo con mediciones<br />
existentes <strong>de</strong>l grupo <strong>de</strong> Frankfurt [1],<br />
don<strong>de</strong> se exponen datos en el rango <strong>de</strong> energias<br />
<strong>de</strong> impacto <strong>de</strong> 60 keV/amu a 250<br />
keV/amu; así como con datos más resientes<br />
<strong>de</strong>l grupo <strong>de</strong> Lanzhou [2] a 7.5 keV/amu. Los<br />
datos experimentales presentados también<br />
son contrastados con resultados obtenidos en<br />
este trabajo con el método <strong>de</strong> trayectorias<br />
clasicas <strong>de</strong> Monte Carlo (Fig. 2).<br />
En este trabajo también por medio <strong>de</strong>l<br />
mo<strong>de</strong>lo dCTMC se ponen en evi<strong>de</strong>ncia las<br />
contribuciones <strong>de</strong> cada uno <strong>de</strong> los canales<br />
(1,1), (1,2), (2,1) y (3,1) en forma discriminada,<br />
muchos <strong>de</strong> los cuales no pue<strong>de</strong>n ser<br />
resueltos experimentalmente, como por<br />
ejemplo los canales (1,2) y (2,1), dada la simetría<br />
<strong>de</strong>l presente proceso.<br />
Cross section (cm 2 )<br />
8000<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
Figura 1. Distribución <strong>de</strong> momentos longitudinales<br />
p x , <strong>de</strong> iones en retroceso <strong>de</strong> He + provenientes <strong>de</strong>l<br />
proceso <strong>de</strong> captura simple a 60 keV.<br />
10 -15 (n,n')=(1,1)<br />
a)<br />
(1,2)&(2,1)<br />
(1,>3)&(>3,1)<br />
10 -16<br />
(>2,>2)<br />
10 -17<br />
10 -18<br />
20 keV/amu<br />
(n,n´)=(1,1)<br />
0.75<br />
FWHM<br />
0<br />
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3<br />
p x<br />
(a.u.)<br />
Figura 2. Secciones eficaces <strong>de</strong> captura para diferentes<br />
estados excitados. Símbolos llenos: este trabajo;<br />
símbolos abiertos: Mergel et al. [1] (Frankfurt<br />
group); símbolos abiertos divididos: Zhu et al. [2]<br />
(Lanzhou group); líneas: cálculo dCTMC presente.<br />
Lineas: cálculo dCTMC: línea sólida (1,1); línea <strong>de</strong><br />
trazos (1,2)&(2,1); puntos-trazos (1,≥3)&(≥3,1);<br />
línea <strong>de</strong> puntos (≥2, ≥2).<br />
Referencias<br />
(1,2) & (2,1)<br />
100<br />
10 100<br />
Energy (keV/amu)<br />
(> 2, > 2)<br />
1 2 3<br />
(1, > 3) & ( > 3,1)<br />
[1] V. Mergel, et al., Phys. Rev. Lett. 74, 2200,<br />
(1995).<br />
[2] X. L. Zhu, et al., Chi. Phys. Lett. 23, 587,<br />
(2006).<br />
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