یونش هدف‌های مولکولی با استفاده از باریکه‌های یونی همدوس و ناهمدوس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسنده

هیأت علمی، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان

چکیده

یکی از جنبه های مهم و جالب یونش هدف های مولکولی با استفاده از باریکه های یونی، تداخلی است که بین باریکه های پراکنده شده از مراکز پراکندگی به وجود می آید. تجربه نشان داده است که الگوهای تداخلی ای که با استفاده از باریکه های همدوس و ناهمدوس به وجود می آیند، تفاوت های کوچک ولی مهمی با یکدیگر دارند. لحاظ کردن منشاء این تفاوت ها در رهیافت های نظری معمولاً دشوار و حتی غیرممکن است. در این پژوهش، مدلی نظری برای مطالعه ی سطح مقطع جزیی سه گانه یونش مولکول هیدروژن با استفاده از باریکه های پرتابه ای همدوس پیشنهاد شده است. در این مــدل، سطح مقطع یونش از برهم نهی سطح مقطع های تقریب "دو مرکز مؤثر" با یک و دو موج کولنی به دست می آید. نتایج حاصله برای برخورد پروتون با مولکول هیدروژن با داده های تجربی مقایسه شده اند. مقایسه نشان می دهد که آثار تداخلی ناشی از برهم نهش دو سطح مقطع جزیی با الگوی تداخلی مشاهده شده برای باریکه ی پروتونی همدوس توافق بسیار خوبی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Ionization of the molecular targets using the coherent and incoherent ion beams

نویسنده [English]

  • Ebrahim Ghanbari Adivi
Department of Physics, Faculty of Sciences, University of Isfahan, Isfahan 81746-73441, Iran
چکیده [English]

One of the important and interesting aspects of the ionization of the molecular targets using the ionic beams is the interference which occurs between the beams scattered from different molecular scattering centers. Experience has shown that the interference patterns occurred using the coherent and incoherent beams have some small but important differences with each other. The taking into account of the origin of these differences by theoretical approaches is usually difficult even impossible. In this research, a theoretical model is proposed to study the triple differential cross sections of ionization of hydrogen molecules by coherent projectile beams. In this model, the ionization cross section is obtained by a superposition of the partial cross sections in the two-effective-center (TEC) approximation with one and two Coulomb waves. The obtained results for collision of protons with hydrogen molecules are compared with experimental data. Comparison shows that the interference effects due to the superposition of the two partial amplitudes are in good agreement with the interference patterns observed for the coherent proton beam.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ionization
  • triple differential cross section
  • two-effective-center approximation
  • Interference
  • coherent and incoherent beams

[1] R. Dörner, V. Mergel, O. Jagutzki, L. Spielberger, J. Ullrich, R. Moshammer, H. Schmidt-Böcking, Cold target recoil ion momentum spectroscopy: a 'momentum microscope' to view atomic collision dynamics, Physics Reports 330 (2000) 95

[2] J. Ullrich, R. Moshammer, A. Dorn, R. Dörner, L.Ph.H. Schmidt, H. Schmidt-Böcking, Recoil-ion and electron momentum spectroscopy: reaction-microscopes, Reports on Progress in Physics 66 (2003) 1463

[3] D. Fischer, D. Globig, J. Goullon, M. Grieser, R. Hubele, V.L.B. de Jesus, A. Kelkar, A. LaForge, H. Lindenblatt, D. Misra, B. Najjari, K. Schneider, M. Schulz, M. Sell, and X. Wang, Ion-lithium collision dynamics studied with a laser-cooled in-ring target, Physical Review Letters 109 (2012) 113202

[4] M. Schulz, T. Vajnai, J.A. Brand, Differential double capture cross sections in p+He collisions, Physical Review A 75 (2007) 022717

[5] S. Sharma, T.P. Arthanayaka, A. Hasan, B.R. Lamichhane, J. Remolina, A. Smith, M. Schulz, Fully differential study of interference effects in the ionization of H2 by proton impact, Physical Review A 90 (2014) 052710

[6] A. Hasan, S. Sharma, T.P. Arthanayaka, B.R. Lamichhane, J. Remolina, S. Akula, D.H. Madison,  M. Schulz, Triple differential study of ionization of H2 by proton impact for varying electron ejection geometries, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 47 (2014) 215201

[7] T.P. Arthanayaka, S. Sharma, B.R. Lamichhane, A. Hasan, J. Remolina, S. Gurung and M. Schulz, Separation of single-and two-center interference in ionization of H2 by proton impact, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 48 (2015) 071001

[8] T.F. Tuan, E. Gerjuoy, Charge transfer in molecular hydrogen, Physical Review 117 (1960) 756-763

[9] Y.D. Wang, J.H. McGuire, R.D. Rivarola, Impact-parameter treatment of high-velocity electron capture from diatomic molecules at fixed orientation, Physical Review A 40 (1989) 3673-3680.

[10] E. Ghanbari-Adivi, S.H. Sattarpour, Eikonal approximation for single-electron capture from hyd rogen molecules by proton impact, Molecular Physics 113(2015)   3336–3344

[11] E. Ghanbari-Adivi, S.H. Sattarpour, Single charge exchange in collision of fast protons with hydrogen molecules,  International Journal of  Modern Physics E24  (2015) 1550095

[12] P. Weck, O.A. Fojon, J. Hanssen, B. Joulakian, R.D. Rivarola,  Two-effective center approximation for the single ionization of molecular hydrogen by fast electron impact,  Physical Review A 63   (2001) 042709.

[13] P.F. Weck, O.A. Fojon, B. Joulakian,  C.R. Stia,  J. Hanssen,  and R.D. Rivarola, Two-center continuum approximation with correct boundary conditions for single-electron emission in e--H2 collisions, Physical Review A 66(2002)012711.

[14] C.R. Stia, O.A. Fojon, P.F. Weck, J. Hanssen, B. Joulakian, R.D. Rivarola,  Molecular three-continuum approximation for ionization of  H2 by electron impact, Physical Review  A 66 (2002) 052709 .

[15] E. Ghanbari-Adivi, Energetic proton-impact single ionization of hydrogen molecules, Journal of Physics B: Atomic Molecular and Optical Physics 48 (2015) 195203

[16] E. Ghanbari-Adivi, Two-effective-center approximation for proton-impact single ionization of hydrogen, The European Physical Journal D 69 (2015) 228

[17] M.F. Ciappina, C.A. Tachino, R.D. Rivarola, S. Sharma and M. Schulz, Single- and two-centre effects in fully differential cross sections for single ionization of  H2 molecules by 75 keV protons, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 48 (2015) 115204

[18] C.R. Stia, O.A. Fojón, S. Chatterjee, D. Misra, L.C. Tribedi and R.D. Rivarola, Tracing fingerprints of young type interferences in angular distributions of ejected electrons from molecular targets, Journal of Physics: Conference Series 212 (2010) 012019

 

[19] E. Ghanbari-Adivi, Molecular three-body Brauner-Briggs-Klar theory for ion-impact ionization of molecules, Europhys. Lett. 116 (2016) 63001

 

[20] M. Brauner, J.S. Briggs, H. Klar, Triply-differential cross sections for ionisation of hydrogen atoms by electrons and positrons, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics., 22 (1989) 2265