2013. augusztus 27.

PHYSICAL REVIEW A 87, 062705 (2013)

Multiple ionization of rare gases by hydrogen-atom impact

(Nemesgázok hidrogénatom bombázással kiváltott többszörös ionizációja)

Sarkadi László, Herczku Péter, Kovács S. T. Sándor, Kövér Ákos


Nemesgáz atomok többszörös ionizációját régóta vizsgálják különböző kísérleti és elméleti módszerekkel. Azonban már a legegyszerűbb, struktúra nélküli lövedékek (pl. proton, elektron, pozitron) esetén is problémát jelent a lehetséges reakciócsatornák nagy száma: direkt ionizáció, töltéskicserélődés, autoionizáció, Auger-folyamatok, stb. Még bonyolultabb a helyzet struktúrával rendelkező lövedékek esetén (pl. nehézionok, nagytöltésű ionok, atomi lövedékek), mivel a reakciókban számításba kell venni a lövedék elektronjainak a mag töltését árnyékoló (screening), vagy éppen ezzel ellentétes hatását. Ez utóbbi eset nagyon érdekes, hiszen első látásra meglepőnek tűnhet, hogy a lövedéken jelen levő elektron növeli az ionizációs hatáskeresztmetszetet, ám az árnyékolt Coulomb-potenciál gyors változása bizonyos ütközési távolságoknál okozhatja ezt az ellentétes hatást. Ha ugyanis a lövedék elég közel halad el a céltárgy-atom mellett, az elektron árnyékoló hatása hirtelen megszűnhet, ami miatt az atom egyes elektronjai egy hirtelen "rántást" éreznek. Alacsony lövedéksebességeknél az ionizációs hozam nagyon érzékenyen reagálhat ezekre a hirtelen potenciálváltozásokra.

Semleges atomi lövedékekkel kiváltott többszörös ionizáció tanulmányozása nem csupán az alapkutatásokban és elméleti szempontok miatt érdekes, hanem a nyert ismeret több területen is hasznosítható, pl.: plazmafizikában, C-ion terápiában. Jelen cikkben semleges H0 atomok becsapódásával vizsgáltuk nemesgáz atomok (He, Ar, Kr, Ne) többszörös ionizációját többféle lövedékenergia (75 keV - 300 keV) használatával. A méréseket az Atomki 1 MV-os Van de Graaff gyorsítójánál végeztük. Ugyanolyan feltételek mellett megismételtük a méréseket proton (H+) lövedékekkel is, összehasonlítottuk az ionizációs hozamokat, és következtetéseket vontunk le a hidrogénatom elektronjának az ütközésben játszott szerepéről. Koincidenciamérésben határoztuk meg mind a meglökött ionok, mind a lövedékek töltésállapotát. A koincidenciaméréshez a start jelet a meglökött ion detektorba történő becsapódása, a stop jelet pedig az ütközésben szóródott lövedék késleltetett jele adta. A kísérleti eredményeket összevetettük a klasszikus pályák számításán alapuló Monte Carlo (CTMC) szimulációk eredményeivel. A szimulációkat egyrészt a hagyományos CTMC modellel, másrészt annak egy, az ütközés sokrészecske jellegét realisztikusabban figyelembe vevő változatával (az ú.n. nCTMC modellel) végeztük el. A hidrogénatomot a számításokban teljesen árnyékolt Coulomb-potenciálú (semleges), pontszerű lövedéknek tekintettük, és elhanyagoltuk az amúgy is kis valószínűségű elektronbefogást mind a lövedéknél, mind a céltárgynál.

A visszalökött ionok repülési-idő spektrumaiban ugyan megjelentek a magasabb ionizációs fokokhoz (q>3) tartozó csúcsok is, az elméleti eredményekkel történő összevetésben csupán a háromszoros ionizációig mentünk el. Ez alapján azt mondhatjuk, hogy az nCTMC kielégítő pontossággal írja le az egyszeres ionizációt, viszont magasabb ionizációs fokoknál mindkét leírás csődöt mond. A teljes ionizációs hozamot nézve a végső következtetésünk az, hogy a H0 lövedék kevésbé hatékony ionizáló ágens nemesgázok esetén, mint a proton.




Korábban:



2013. július 16.
Functional Renormalization Group with a Compactly Supported Smooth Regulator Function

Journal of High Energy Physics 1304 (2013) 150
I. Nándori

2013. június 7.
Constraining the astrophysical origin of the p-nuclei through nuclear physics and meteoritic data

Reports on Progress in Physics 76 (2013) 066201.
T. Rauscher, N. Dauphas, I. Dillmann, C. Fröhlich, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky

2013. május 16.
Formation of negative hydrogen ions in 7-keV OH++Ar and OH++acetone collisions: A general process for H-bearing molecular species

PHYSICAL REVIEW A 87, 032718 (2013)
Zoltán Juhász, Béla Sulik, Jimmy Rangama, Erika Bene, Burcu Sorgunlu-Frankland, François Frémont and Jean-Yves Chesnel

2013. április 4.
Anti-analog giant dipole resonances and the neutron skin of nuclei

Physics Letters B 720 (2013) 428-432
A. Krasznahorkay, N. Paar, D. Vretenar, M.N. Harakeh

2013. március 13.
A New Boson with a Mass of 125 GeV Observed with the CMS Experiment at the Large Hadron Collider

Science 21 December 2012: Vol. 338 no. 6114 pp. 1569-1575
CMS Kollaboráció
Társszerzők az Atomki-ból: N. Béni, S. Czellár, A. Fenyvesi, D. Horváth, J. Molnár, J. Pálinkás, Z. Szillási

2013. február 13.
Poisson-random matrix transition in the QCD Dirac spectrum

Physical Review D 86 (2012) 114515
T.G. Kovács and F. Pittler

2013. január 18.
Magnetic particle hyperthermia: Power losses under circularly polarized field in anisotropic nanoparticles

Physical Review E 86 (2012) 061404
I. Nándori, J. Rácz

2012. december 14.
Gradual spontaneous breakdown of PT symmetry in a solvable potential

Journal of Physics A: Mathematical and General 45 (2012) 444020
G. Lévai

2012. november 10.
Relation between total cross sections from elastic scattering and α-induced reactions:
The example of 64Zn

Physical Review C Rapid Communications 86, 041601(R) (2012)
Gy. Gyürky, P. Mohr, Zs. Fülöp, Z. Halász, G.G. Kiss, T. Szücs, E. Somorjai

2012. október 18.
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC

Physics Letters B 716 (2012) 30-61
CMS Kollaboráció
Társszerzők az Atomki-ból: Béni Noémi, Czellár Sándor, Fenyvesi András, Molnár József, Pálinkás József, Szillási Zoltán

2012. szeptember 19.
Double and transfer ioinization in collisions of He with bare ions

PHYSICAL REVIEW A 86, 024701 (2012)
L. Gulyás, A. Igarashi and T. Kirchner

2012. augusztus 15.
A critical analysis of the experimental L-shell Coster-Kronig and fluorescence yields data

X-Ray Spectrometry 41 (2012) 128
T. Papp

2012. július 3.
Transmission resonance spectroscopy in the third minimum of 232Pa

Physical Review C 85 (2012) 054306
L. Csige, M. Csatlós, T. Faestermann, J. Gulyás, D. Habs, R. Hertenberger, M. Hunyadi, A. Krasznahorkay, H.J. Maier, P.G. Thirolf, H.F Wirth

2012. június 12.
Top quark pair production in association with a Z-boson at next-to-leading-order accuracy

Physical Review D 85 (2012)5:4015(5)
Á. Kardos, Z. Trócsányi, C.G. Papadopoulos

2012. május 29.
Investigation of activation cross-sections of proton induced nuclear reactions on natMo up to 40 MeV: New data and evaluation

Nucl. Instr. and Meth. B 280 (2012) 45-73
F. Tárkányi, F. Ditrói, A. Hermanne, S. Takács, A.V. Ignatyuk

2012. április 13.
Quantum Nonlocality Does Not Imply Entanglement Distillability

Phys. Rev. Lett. 108, 030403 (2012)
Vértesi Tamás, Nicolas Brunner

2012. március 14.
Identification and chemical characterization of particulate matter from wave soldering processes at a printed circuit board manufacturing company

Journal of Hazardous Materials 203 (2012) 308-316.
Z. Szoboszlai1, Zs. Kertész1, Z. Szikszai1, A. Angyal1, E. Furu1, Zs. Török1, L. Daróczi2
and Á.Z. Kiss1

2012. február 27.
Shallow-underground accelerator sites for nuclear astrophysics:
Is the background low enough?

The European Physical Journal A 48, 8 (2012)
T. Szücs, D. Bemmerer, T. Cowan, D. Degering, Z. Elekes, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky, A. Junghans, M. Köhler, M. Marta, R. Schwengner, A. Wagner, and K. Zuber

2012. január 31.
Bosonization and Functional Renormalization Group Approach in the Framework of QED2

Physical Review D 84 (2011) 065024
I. Nándori

2011. december 20.
Refractive index depth profile and its relaxation in polydimethylsiloxane (PDMS) due to proton irradiation

Materials Chemistry and Physics 131 (2011) 370-374
S.Z. Szilasia, J. Budaib, Z. Pápab, R. Huszanka, Z. Tóthc, I. Rajtaa

2011. december 3.
Reciprocity in the degeneracies in some tetra-atomic molecular ions

Journal of Chemical Physics 135 (2011)8:4101(6)
Bene ErikaVértesi Tamás, R. Englman

2011. november 4.
Spectroscopy of 39,41Si and the border of the N = 28 island of inversion

Physics Letters B 703 (2011) 417-421
Sohler Dóra, S. Grévy, Dombrádi Zsolt, O. Sorlin, L. Gaudefroy, B. Bastin, N.L. Achouri, J.C. Angélique, F. Azaiez, D. Baiborodin, R. Borcea, C. Bourgeois, A. Buta, A. Burger, L. Caceres, R. Chapman, J.C. Dalouzy, Z. Dlouhy, A. Drouard, Elekes Zoltán, S. Franchoo, S. Iacob, Kuti István, B. Laurent, M. Lazar, X. Liang, E. Liénard, S.M. Lukyanov, J. Mrazek, L. Nalpas, F. Negoita, F. Nowacki, N.A. Orr, Yu.E. Penionzkhevitch, Zs. Podolyák, F. Pougheon, A. Poves, P. Roussel-Chomaz, M. Stanoiu, I. Stefan, M.G. St-Laurent

2011. október 4.
Trajectories of S-matrix poles in a new finite-range potential

Phys. Rev. C 84, 037602 (2011)
Rácz Anett, Salamon Péter, Vertse Tamás

2011. szeptember 7.
Two-photon laser spectroscopy of antiprotonic helium and the antiproton-to-electron mass ratio

NATURE 475 (2011) 484
M. Hori, A. Sótér, D. Barna, A. Dax, R.o Hayano, S. Friedreich, Bertalan Juhász, T. Pask, E. Widmann, Dezső Horváth, L. Venturelli & N. Zurlo

2011. augusztus 8.
A 9-year record of stable isotope ratios of precipitation in Eastern Hungary: Implications on isotope hydrology and regional palaeoclimatology

Journal of Hydrology 400 (2011) 144-153.
G. Vodila, L. Palcsu, I. Futó, Zs. Szántó

2011. július 5.
4He+ ion beam irradiation induced modification of poly(dimethyloxane). Characterization by infrared spectroscopy and ion beam analytical techniques

Langmuir 27 (2011) 7:3842
R. Huszánk, D. Szikra, A. Simon, S.Z. Szilasi, I.P. Nagy

2011. május 11.
Activation of Nonlocal Quantum Resources

Phys. Rev. Lett. 106, 060403 (2011)
M. Navascués and T. Vértesi

2011. április 21.
ECR plasma photographs as a plasma diagnostic

Plasma Sources Science and Technology 20 (2011) 025002 (7)
R. Rácz, S. Biri, J. Pálinkás

2011. március 24.
Classical trajectory Monte Carlo model calculations for ionization of atomic hydrogen
by 75-keV proton impact

Physical Review A 82, 052710 (2010)
L. Sarkadi

2011. február 8.
Determining reaction cross sections via characteristic X-ray detection: α-induced reactions on 169Tm for the astrophysical γ-process

Physics Letters B 695 (2011) 419-423
G. G. Kiss, T. Rauscher, T. Szűcs, Zs. Kertész, Zs. Fülöp, Gy. Gyürky, C. Fröhlich, J. Farkas, Z. Elekes, E. Somorjai

2011. január 8.
Evidence for a spin-aligned neutron-proton paired phase from the level structure of 92Pd

Nature 469, 68-71 (2011)
B. Cederwall, F. Ghazi Moradi, T. Bäck, A. Johnson, J. Blomqvist, E. Clément, G. de France, R. Wadsworth, K. Andgren, K. Lagergren, A. Dijon, G. Jaworski, R. Liotta, C. Qi, B. M. Nyakó, J. Nyberg, M. Palacz, H. Al-Azri, A. Algora, G. de Angelis, A. Ataç, S. Bhattacharyya, T. Brock, J. R. Brown, P. Davies, A. Di Nitto, Zs. Dombrádi, A. Gadea, J. Gál, B. Hadinia, F. Johnston-Theasby, P. Joshi, K. Juhász, R. Julin, A. Jungclaus, G. Kalinka, S. O. Kara, A. Khaplanov, J. Kownacki, G. La Rana, S. M. Lenzi, J. Molnár, R. Moro, D. R. Napoli, B. S. Nara Singh, A. Persson, F. Recchia, M. Sandzelius, J.-N. Scheurer, G. Sletten, D. Sohler, P.-A. Söderström, M. J. Taylor, J. Timár, J. J. Valiente-Dobón, E. Vardaci & S. Williams

2010. november 24.
Reactor Decay Heat in 239Pu: Solving the γ Discrepancy in the 4‒3000-s Cooling Period

Phys. Rev. Lett. 105, 202501 (2010)
A. Algora, D. Jordan, J. L. Taín, B. Rubio, J. Agramunt, A. B. Perez-Cerdan, F. Molina, L. Caballero, E. Nácher, Krasznahorkay Attila, Hunyadi Mátyás, Gulyás János, Vitéz Attila, Csatlós Margit, Csige Lóránt, J. Äysto, H. Penttilä, I. D. Moore, T. Eronen, A. Jokinen, A. Nieminen, J. Hakala, P. Karvonen, A. Kankainen, A. Saastamoinen, J. Rissanen, T. Kessler, C. Weber, J. Ronkainen, S. Rahaman, V. Elomaa, S. Rinta-Antila, U. Hager, T. Sonoda, K. Burkard, W. Hüller, L. Batist, W. Gelletly, A. L. Nichols, T. Yoshida, A. A. Sonzogni, and K. Peräjärvi

2010. október 15.
An exactly solvable Schrödinger equation with finite positive position-dependent effective mass

Journal of Mathematical Physics 51, 092103 (2010)
Lévai Géza, O. Özer

2010. augusztus 30.
Interference effect in the dipole and nondipole anisotropy parameters of the Kr 4p photoelectrons in the vicinity of the Kr (3d)-1
np resonant excitations
Phys. Rev. A 81, 043416 (2010)
Ricz Sándor, Ricsóka Tícia, K. Holste, A. Borovik Jr., D. Bernhardt, S. Schippers,
Kövér Ákos, Varga Dezső, A. Müller

2010. július 5.
Nanochannel alignment analysis by scanning transmission ion microscopy

Nanotechnology 21, 295704 (2010)
Rajta István, Gál Gabriella, Szilasi Szabolcs, Juhász Zoltán, Biri Sándor,
Mátéfi-Tempfli Mária és Mátéfi-Tempfli István