ANNUAL REPORT 2011 - Instituto de Estructura de la Materia

Existen varias diferencias entre las tasas producidas en el laboratorio o en un medio estelar debidas a las altasdensidades y temperaturas. El principal efecto de la temperatura es la población de estados excitados en el núcleopadre que por tanto puede decaer desde estos estados con patrones diferentes a los del estado fundamental que es elúnico explorado en condiciones de laboratorio. Otro efecto a tener presente es que los átomos en estos escenarios dealta densidad y temperatura están completamente ionizados y por tanto, los electrones no están ligados al átomo sinoformando un plasma con una distribución de Fermi-Dirac. Esto abre la posibilidad de una captura continua deelectrones inexistente en condiciones terrestres. Hemos estudiado tanto la desintegración de estados excitados comolas contribuciones debidas a desintegración beta y a captura continua de electrones. Los resultados obtenidos indicanque existe una contribución no despreciable de la desintegración de estados excitados que es particularmenteimportante para estados excitados a baja energía. También obtenemos contribuciones comparables de desintegraciónbeta y de captura continua de electrones para los puntos de espera en las condiciones de densidad y temperatura quese dan en el proceso rp. Esto es importante porque en los cálculos usuales de simulaciones astrofísicas únicamente seconsideran contribuciones de desintegración beta.TRANSICIONES DE FORMA EN ISÓTOPOS RICOS EN NEUTRONESEl estudio de la evolución de la forma nuclear en función del número de nucleones es un tema de candenteactualidad tanto desde el punto de vista teórico como experimental. Especialmente interesantes son las situacionesen las que se produce un cambio drástico de la estructura nuclear entre núcleos vecinos tal y como sucede paraisótopos ricos en neutrones de la región de masa en torno a A=100. Las variaciones estructurales conllevan enalgunos casos cambios súbitos en determinadas propiedades nucleares que pueden utilizarse como auténticassignaturas de una transición de forma.Hemos estudiado propiedades globales y espectroscópicas en cadenas de isótopos pares e impares en esa regiónmásica mediante métodos de campo medio autoconsistente de Hartree-Fock-Bogoliubov (HFB) basados enfuncionales de la densidad de energía de tipo Gogny con rango finito. Además de la parametrización más conocidade Gogny, D1S, hemos considerado también la más reciente de ellas D1M. La descripción de núcleos impares se harealizado mediante la Equal Filling Approximation (EFA), que permite mantener las ventajas que conlleva lainvariancia bajo inversión temporal. Hemos investigado diversas propiedades nucleares sensibles a la forma nuclear,tales como energías de separación de neutrones, radios cuadráticos de carga o asignaciones de spin y paridad en losestados fundamentales. En algunas cadenas isotópicas hemos encontrado signaturas muy claras, tanto en los radiosde carga como en el spin y paridad, de transiciones de forma alrededor de N=60. En otras cadenas la transicióndesaparece estabilizando una de las formas o bien desarrollando regiones de triaxialidad. Concluimos que un análisiscombinado de estos observable podría utilizarse en general para predecir sin ambigüedades nuevas regionesnucleares en las que puedan surgir cambios de forma.QUÍMICO-FÍSICA TEÓRICA APLICADA A LA ASTROFÍSICADurante el año 2011, hemos realizado estudios moleculares clasificables dentro de las tres sub-líneas deinvestigación que desarrolla el grupo: espectroscopia molecular de moléculas prebióticas no-rígidas de interésastrofísico, caracterización estructural y espectroscópica de especies semi-rígidas de importancia astrofísica yatmosférica y determinación de secciones eficaces en colisiones inelásticas no reactivas a muy bajas temperaturas.En todos estos trabajos, empleamos como herramienta básica el cálculo ab initio de alto nivel para determinarestructuras moleculares y superficies de energía potencial. A partir de estas y de nuestros códigos rovibracionalesENEDIM y FIT-ESPEC predecimos propiedades espectroscópicas. Las moléculas y los problemas que se hantratado son de interés para el estudio de la físico-química en fase gas de los medios interestelar y circunestelar y delas atmósferas planetarias. La investigación se lleva a cabo dentro de los programas de aprovechamiento científicode los nuevos observatorios Herschel y ALMA.En los últimos años, hemos venido desarrollando estudios muy detallados dirigidos a la caracterización de cadenascarbonadas de importancia astrofísica. Las cadenas carbonadas se consideran relevantes tanto como especiesaisladas como intermediatos de reacciones de formación de las grandes moléculas como son los PAHs o losfulerenos. Estudiamos con métodos muy precisos cadenas de pequeños tamaño que son relativamente abundantes enfuentes ricas en carbono. Iniciamos la secuencia de estudio caracterizando cadenas puras tipo C n con un númeroreducido de átomos (n) y susceptibles de ser detectadas con técnicas de infrarrojo con los instrumentos del nuevoobservatorio espacial Herschel. Actualmente, estamos estudiando cadenas neutras y cargadas tipo C n X m (X=Si, S oH) y tipo SiNH n . Estas especies, difícilmente tratables a nivel laboratorio por su baja estabilidad, presentan momentodipolar permanente y por lo tanto son detectables mediante radioastronomía. En consecuencia, son especiesrelevantes de cara al futuro proyecto ALMA. Hemos prestado atención especial a los aniones debido al recienteinterés que despiertan en la comunidad astrofísica, estudiando C 4 H - (especie detectada por los astronómos del IEM)y a los aniones tipo SiC n y SiC n H - . Hemos determinado estructuras isoméricas, superficies de potencial para los19