Investigación de procesos de ionización de moléculas de agua por interacción con radiación láser.
En esta Tesis se estudia la ionización de la molécula de agua fija en el espacio por interacción con un pulso láser intenso y de muy corta duración (del orden de los femtosegundos), en el régimen de ionización multifotónica (parámetro de Keldysh γK > 1). En el marco de la teoría cuántica de pertu...
Autor principal: | |
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Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
Lenguaje: | Español |
Publicado: |
2013
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Materias: | |
Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/428/1/1Pugliese.pdf |
Aporte de: |
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Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) |
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Física Ionization, Ionización, Water, Agua, Laser radiation, Radiación láser, Schroedinger equation, Ecuación de Schroedinger, Photoionization, Fotoionización Pugliese, Silvina N. Investigación de procesos de ionización de moléculas de agua por interacción con radiación láser. |
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En esta Tesis se estudia la ionización de la molécula de agua fija en el espacio por interacción con un pulso láser intenso y de muy corta duración (del orden de los femtosegundos), en el régimen de ionización multifotónica (parámetro de Keldysh γK > 1). En el marco de la teoría cuántica de perturbaciones dependientes del tiempo, se estudian distintas aproximaciones para el estado que describe al electrón emitido al continuo, con el objetivo de estudiar las interacciones electrón-láser y electrón-molécula residual.
Se comienza con el blanco más sencillo: el átomo de Hidrógeno. Se presentan las aproximaciones y se compara con la solución de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo (Time Dependent Schrödinger Equation TDSE). Se trabaja en la aproximación Coulomb-Volkov (Coulomb-Volkov approximation o CVA) y se introduce la aproximación Dipolar (DipA) que consiste en la factorización de la matriz de transición en un factor que depende fundamentalmente del pulso láser y otro que depende únicamente del blanco y del estado final. Se analiza también la aproximación de campo intenso (Strong Fiel Approximation o SFA) y SFA-DipA en los gauges de longitud y
velocidad.
Luego se introduce la función de onda electrónica para el agua, mediante determi-
nantes de Slater de funciones de onda de un sólo electrón expandidas como suma de orbitales tipo gausianos (GTOs). Considerando un único electrón activo se calculan las probabilidades de emisión electrónica bajo la aproximación SFA.
Por último se realiza la descomposición del orbital HOMO como combinación lineal de orbitales hidrogenoides o bien de orbitales de Slater (STOs), de manera de poder incluir una carga efectiva en el estado final electrónico. Se obtienen espectros de ionización en las aproximaciones Coulomb-Volkov (CVA) y Dipolar (DipA) y las distribuciones angulares de emisión para distintos arreglos geométricos de la molécula con el vector de polarización del láser.
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I25-R131-4282014-03-14T18:48:44Z Investigación de procesos de ionización de moléculas de agua por interacción con radiación láser. Investigation of water ionization by interaction with laser radiation. Pugliese, Silvina N. Física Ionization, Ionización, Water, Agua, Laser radiation, Radiación láser, Schroedinger equation, Ecuación de Schroedinger, Photoionization, Fotoionización En esta Tesis se estudia la ionización de la molécula de agua fija en el espacio por interacción con un pulso láser intenso y de muy corta duración (del orden de los femtosegundos), en el régimen de ionización multifotónica (parámetro de Keldysh γK > 1). En el marco de la teoría cuántica de perturbaciones dependientes del tiempo, se estudian distintas aproximaciones para el estado que describe al electrón emitido al continuo, con el objetivo de estudiar las interacciones electrón-láser y electrón-molécula residual. Se comienza con el blanco más sencillo: el átomo de Hidrógeno. Se presentan las aproximaciones y se compara con la solución de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo (Time Dependent Schrödinger Equation TDSE). Se trabaja en la aproximación Coulomb-Volkov (Coulomb-Volkov approximation o CVA) y se introduce la aproximación Dipolar (DipA) que consiste en la factorización de la matriz de transición en un factor que depende fundamentalmente del pulso láser y otro que depende únicamente del blanco y del estado final. Se analiza también la aproximación de campo intenso (Strong Fiel Approximation o SFA) y SFA-DipA en los gauges de longitud y velocidad. Luego se introduce la función de onda electrónica para el agua, mediante determi- nantes de Slater de funciones de onda de un sólo electrón expandidas como suma de orbitales tipo gausianos (GTOs). Considerando un único electrón activo se calculan las probabilidades de emisión electrónica bajo la aproximación SFA. Por último se realiza la descomposición del orbital HOMO como combinación lineal de orbitales hidrogenoides o bien de orbitales de Slater (STOs), de manera de poder incluir una carga efectiva en el estado final electrónico. Se obtienen espectros de ionización en las aproximaciones Coulomb-Volkov (CVA) y Dipolar (DipA) y las distribuciones angulares de emisión para distintos arreglos geométricos de la molécula con el vector de polarización del láser. In this Thesis we study the ionization of fixed in space water molecules by the interaction with intense femtosecond laser pulses, in the multiphotonic regime (Keldysh parameter γK > 1). Using the time-dependent perturbation theory we study different approximations for the final state of the photoelectron emited to the continuum. We start with the simplest target: the Hydrogen atom. We implement the different approximations and compare the results with the resolution of the Time Dependent Schrödinger Equation (TDSE). We introduce the Coulomb-Volkov Approximation (CVA) and the Dipolar Approximation (DipA), which consist in the factorization of the transition matrix into two contributions, one that depends basically on the laser pulse and the other that depends only on the target and the final state. We also analize the Strong Field Approximation (SFA) and SFA-DipA in the length and velocity gauges. Then, we introduce the description of the molecular orbitals (MOs) of the multielectronic target, using Slater determinants of one electron wave functions as a expansion of gaussian type orbitals (GTOs). In the one active electron approximation, we calculate the probabilities for the electronic emission within SFA. Finally we develope a decomposition for the HOMO orbital as a lineal combination of hydrogenic orbitals or Slater orbitals (STOs). In this way we can introduce an affective charge to describe the electron-residual molecule interaction. We obtain ionization spectra in the CVA and DipA approximations and the angular distribution for the emitted electron, for different orientation of the polarization vector with respect to the target. 2013-12-12 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/428/1/1Pugliese.pdf es Pugliese, Silvina N. (2013) Investigación de procesos de ionización de moléculas de agua por interacción con radiación láser. / Investigation of water ionization by interaction with laser radiation. Maestría en Ciencias Físicas, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/428/ |