Efeitos não-adiabáticos na espectroscopia de alta resolução de moléculas primordiais

• Autor(a) principal: Paulo Henrique Ribeiro Amaral
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36504
• topic: Espectroscopia; Efeitos não-adiabáticos; Espectroscopia; Astroquímica

A elaboração de um modelo físico que descreva corretamente a dinâmica do processode vibração e rotação das molécula é imprescindível para a obtenção de seus níveis deenergia com grande acurácia. Durante o movimento rovibracional, os núcleos atômicos quecompõem a molécula se movimentam em torno da posição de equilíbrio. Apoiado nessefato, é comum se pensar que todos os elétrons também participam das vibrações e rotaçõesmoleculares. Porém, durante os processos rovibracionais apenas parte da nuvem eletrônicaacompanha o movimento nuclear. Por exemplo, considerando uma molécula diatômica comligação covalente, é esperado que o número de elétrons que se move com os núcleos pertoda geometria de equilíbrio seja menor do que quando os átomos estão distantes. Na regiãode equilíbrio, parte dos elétrons está envolvida na ligação e não se move com os núcleosenquanto que,na região de dissociação, todos os elétrons seguem o movimento vibracionale rotacional dos núcleos. Dessa forma, chega-se a conclusão que caroços compostos pelosnúcleos atômicos e frações de eletros que dependem das coordenadas moleculares semovimentam sujeitos a um potencial eletrostático efetivo. Assumido isso e incorporandoessa característica às equações moleculares que fornecem as energias rovibracionais, épossível obter resultados que concordam fortemente com dados experimentais de grandeprecisão. Um cálculo acurado de níveis de energia rovibracionais depende da obtenção deuma curva – ou superfície – de energia potencial (PEC) Born-Oppenheimer de altíssimaprecisão e da inclusão na mesma de efeitos adiabáticos, relativísticos e de eletrodinâmicaquântica (do inglês, QED). Mesmo assim, os desvios referentes aos experimentos estãona casa de cm−1. A razão para isso é a ausência de efeitos não-adiabáticos que estãorelacionados a acoplamento de estados eletrônicos, que afetam diretamente as energias.Usando massas de caroços cujos valores dependem da geometria molecular, é possível levarem conta os efeitos não-adiabáticos que comumente são negligenciados devido à grandedificuldade que eles impõem aos cálculos, até mesmo para moléculas simples como H2.Porém, as massas eletrônicas que compõe as massas de caroços devem ser corretamentedeterminadas ou, em contra partida, levam a resultados errados. Uma forma de se obtero valor correto dessas frações de elétrons de caroço é analisar as densidades dos AIMe, a partir dos potencias atrativos dos núcleos atômicos, definir o valor dessas massas,metodologia esta proposta pelo presente trabalho. Com esse método, curvas e superfíciesde massas reduzidas dependentes das coordenadas moleculares foram determinadas, oque possibilitou, juntamente com curvas e superfícies de potenciais de grande acurácia –sem QED –, calcular listas de linhas completas de transições rovibracionais com grandeacurácia de moléculas leves importantes para a astronomia, principalmente em estudossobre o universo primordial como HD+, HD, He+e isotopólogos, H+3e D+3.