Estudo do efeito de colisões H-H+ no espectro do átomo de hidrogênio

• Autor(a) principal: Pelisoli, Ingrid Domingos
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/77899
• topic: Átomo de hidrogênio; Análise espectral; Modelo de Anderson; Prótons; Massa estelar

Neste trabalho, estudamos o efeito de colisões sobre o espectro de um átomo de hidrogênio. A teoria de alargamento espectral foi revisada, com ênfase no alargamento por colisões. Para esse tipo de alargamento, existem três modelos: a Aproximação Quasi-estática, que desconsidera a velocidade das partículas perturbadoras, o Modelo Quântico, que considera o emissor e os perturbadores como uma quasimolécula gigante e resolve o equação de Schrödinger para esse sistema, e as Teorias Unificadas. Dentre as Teorias Unificadas, adotamos o Modelo de Anderson-Talman, o qual inclui todas as características dos outros modelos, mas assume que o emissor e o perturbador interagem fracamente, de modo que a perturbação é adiabática e a trajetória do perturbador pode ser aproximada como retilínea e com velocidade constante. Além disso, desconsidera-se a interação entre os perturbadores. Utilizando esse modelo, nos concentramos no efeito das colisões com prótons no espectro do átomo de hidrogênio. Tal efeito é observado, por exemplo, no espectro ultravioleta de anãs brancas, especialmente na forma de linhas-satélite. Para modelar essa interação, utilizamos primeiramente um potencial de poço-quadrado com profundidade e alcance ajustados a um potencial realista. Com o potencial do tipo poço, que permite o cálculo analítico da função de autocorrelação, pudemos descrever o efeito de variações na densidade, e na temperatura, sobre a linha espectral. A densidade afeta apenas a amplitude das linhas e sua largura à meia altura. Já a temperatura afeta também a posição das linhas e pode, ainda, tornar os satélites assimétricos. Também utilizamos outros potenciais para verificar sua adequação em descrever a interação entre perturbador e emissor. Verificamos que um potencial da forma de uma meia gaussiana invertida ´e inadequado, já que tem um alcance exageradamente longo e uma parte confinante também muito larga. Além disso, ele não vai a infinito conforme se aproximam as partículas, o que é esperado em razão da repulsão coulombiana. Isso é resolvido com o uso de um potencial de Lennard-Jones, com o qual foi possível obter uma linha espectral em concordância com o que se tem na literatura, apresentando alargamento coerente com o observado e, ainda, alguns satélites. Esperamos que, com os conhecimentos adquiridos nesse trabalho, seja possível obter um perfil de linha a partir de potenciais realistas calculados numericamente e levando em conta, além disso, os momentos de dipolo que descrevem a probabilidade entre transições. Com isso, pode-se incorporar o efeito de colisões com prótons como uma fonte de opacidade em modelos de atmosfera, obtendo-se modelos mais precisos que permitirão melhor determinação de propriedades físicas de estrelas que contenham hidrogênio em sua atmosfera.