Prawdopodobieństwo jonizacji w rozpadzie beta jonów 6He

Prezentacja na temat: "Prawdopodobieństwo jonizacji w rozpadzie beta jonów 6He"— Zapis prezentacji:

1 Prawdopodobieństwo jonizacji w rozpadzie beta jonów 6He
Zygmunt Patyk Narodowe Centrum Badań Jądrowych Zakład Fizyki Teoretycznej

2 Przybliżenie nagłej zmiany w mechanice kwantowej
Elektron w stanie podstawowym w wodoro-podobnym jonie 6He znajduje się w potencjale 2e2/r pochodzącym od jądra atomowego. Unormowana funkcja falowa ma postać (Z=2, a0-promień Bohra): Po rozpadzie jądra beta minus elektron „odczuwa” zmieniony potencjał jądra 3e2/r. Charakterystyczny czas rozpadu 2a0/c

3 Potencjał zaburzający:
Funkcja falowa elektronu orbitalnego rozłożona w bazie stanów własnych niezaburzonego Hamiltonianu:

4

5

6 Część opisująca stany związane
W stanie początkowym funkcja falowa jest postaci: W stanie końcowym, układ doznaje „odrzutu”, aby uwzględnić ten efekt należy przejść z funkcją elektronu do układu laboratoryjnego:

7

8

9

10

11 Prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w stanie związanym wyraża się przez:
Prawdopodobieństwo jonizacji: W eksperymencie otrzymano : Wartość prawdopodobieństwa jonizacji otrzymana przy pomocy metody nagłego przybliżenia (wartość Erecoil została uśredniona ): Prawdopodobieństwo jonizacji przy uwzględnieniu poprawki (wartość poprawki dla Z = 2 wynosi: 20·10−5 ):

12

13 „Shake-off” polega na wzbudzeniu elektronu orbitalnego ze stanu związanego do ciągłego spektrum stanów, na skutek nagłej zmiany potencjału jądra wywołanej przemianą β−. Przejście dozwolone typu GT ze zmianą spinu ΔI=1 Przejście dozwolone, log(ft)=2.905 Cząstka β emitowana jest z momentem pędu L=0, w fali s ZAŁOŻENIA Cząstka β „ucieka”z prędkością bliską c

14 Metoda pomiaru prawdopodobieństwa jonizacji

15 Prawdopodobieństwo jonizacja w wyniku rozpadu β
Prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w stanie związanym: Prawdopodobieństwo jonizacji: Eksperyment (35)stat(06)syst Prawdopodobieństwo jonizacji (bez odrzutu jądra) Prawdopodobieństwo jonizacji z odrzutem jądra (Erecoil= [keV]) Prawdopodobieństwo jonizacji z poprawką δPionization

16

17 „Calculations have predicted that two percent of the daughter lithium would shake off an electron, leaving 6Li3+. Couratin et al. performed a series of experiments in which they collected and confined 20,000 6He+ ions into a trap from a beam of 6He produced at France’s Large Heavy Ion National Accelerator. The trap is outfitted with detectors that measure the coincidence of beta particles and 6Li2+ and 6Li3+, allowing the team to measure the probability of shake off in 6Li2+ with a relative precision of about a percent. Their result is in excellent agreement with theory, which could make 6He+ a textbook example for experiments to come. – Jessica Thomas X. Fléchard/Caen University

18 Podsumowanie Prawdopodobieństwo jonizacji jonu H-podobnego na skutek przemiany β, zostało policzone przy wykorzystaniu metody nagłego przybliżenia. Po raz pierwszy zmierzono prawdopodobieństwo jonizacji na skutek nagłej zmiany ładunku jądra, nie zakłócone przez oddziaływania wielo-elektronowe. Korzystając z z ulepszonej metody nagłego przybliżenia wynik eksperymentalny pozostaje w zgodzie z obliczeniami teoretycznymi.