Onderzoekers van het Institute of Modern Physics (IMP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) en hun medewerkers hebben onlangs nieuwe resultaten verkregen over diëlektrische recombinatie-precisiespectroscopie. De resultaten zijn gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift en Fysieke beoordeling A .

Meer dan 95% van de zichtbare materie bevindt zich in plasma in het heelal. Atomaire processen in de plasma-omgeving zijn betrokken bij de fundamentele studies van sterren, supernovaresten, sterrenstelsels, planetaire nevels, X-ray binaire bestanden, en actieve galactische kernen. Met de ontwikkeling van röntgentelescopen, wetenschapper kan de belangrijkste informatie van hemelplasma's verkrijgen door de observatiegegevens van het ruimteobservatorium te gebruiken in combinatie met de relevante theoretische modus, en daardoor zijn ze in staat om de vorming en evolutie van hemellichamen diepgaand te begrijpen.

Elektron-ion-recombinatie is een van de belangrijkste botsingsreacties in de plasmaomgeving. Precieze elektronen-ion-recombinatiesnelheidscoëfficiënten zijn de meest elementaire invoerparameters voor astrofysische en fusieplasmamodellering. De stralingslijnen in het diëlektrische recombinatie (DR) -proces kunnen worden gebruikt als een effectieve sonde voor de diagnose van elektronentemperatuur en -dichtheid in plasma's.

De opslagring voor zware ionen in combinatie met het elektronenkoeler-apparaat biedt een uniek experimenteel platform voor experimenteel DR-precisiespectroscopieonderzoek van sterk geladen ionen. Gebruikelijk, de opslagring-DR-experimenten hebben een extreem hoge energieresolutie, en de relatieve energie tussen de elektronen- en ionenbundels kan nauwkeurig worden ontstemd in een zeer breed energiebereik, die de enige methode bieden om de energiezuinige DR-processen te meten, vooral voor de DR-resonanties nabij de ionisatiedrempel.

Onderzoekers van IMP, samen met onderzoekers van de University of Science and Technology of China, Fudan Universiteit en Universiteit van Strathclyde, hebben met succes de DR-precisiespectroscopie van C-achtig calcium en Na-achtig Krypton uitgevoerd bij de opslagring voor zware ionen (HIRFL-CSRm) in Lanzhou, China.

Ze verkregen de absolute DR-snelheidscoëfficiënten van 40Ca ₁₄ ⁺ en 86 Kr ₂₅ + binnen het energiebereik van 0-90 eV, en vergeleek ze vervolgens zorgvuldig met de berekeningsresultaten van Flexible Atomic Code en AUTOSTRUCTURE-codes.

In aanvulling, de plasmasnelheidscoëfficiënt die kan worden gebruikt voor plasmamodellering werd verkregen en vergeleken met de eerder aanbevolen theoretische gegevens.

Voor Ca14+-ionen, het is gebleken dat het berekende resultaat van de snelheidscoëfficiënt van het foto-ionisatieplasmatemperatuurinterval dat voor theoretische modellering werd gebruikt, twee ordes van grootte kleiner was dan het resultaat van dit experiment. Voor Kr25+-ionen, wetenschappers ontdekten dat de elektronische correlatie een zeer belangrijke bijdrage levert aan het DR-spectrum bij een laag energiebereik, en er moet rekening worden gehouden met het sterke mengeffect tussen DR-resonanties met lage energie.

Het DR-precisiespectrum dat in dit werk is verkregen, kan niet alleen worden gebruikt om de energieniveaustructuur van sterk geladen ionen te bestuderen en daarmee de theorie te testen, maar bieden ook zeer nauwkeurige benchmarkgegevens voor de diagnose en modellering van astrofysische en fusieplasma's.