Fig. 1 Spectre DR et coefficient de vitesse plasmatique du Ca de type carbone
Des chercheurs de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) et leurs collaborateurs ont récemment obtenu de nouveaux résultats sur la spectroscopie de précision par recombinaison diélectronique. Les résultats ont été publiés dans le Journal d'astrophysique et Examen physique A .
Plus de 95% de la matière visible est à l'état de plasma dans l'univers. Les processus atomiques dans l'environnement plasma sont impliqués dans les études fondamentales des étoiles, restes de supernova, galactique, nébuleuses planétaires, binaires de rayons X, et les noyaux galactiques actifs. Avec le développement des télescopes à rayons X, le scientifique peut obtenir les informations clés des plasmas célestes en utilisant les données d'observation de l'observatoire spatial combinées au mode théorique pertinent, et ainsi ils sont capables de comprendre en profondeur la formation et l'évolution des corps célestes.
La recombinaison électron-ion est l'une des réactions de collision les plus importantes dans l'environnement du plasma. Des coefficients de taux de recombinaison électron-ion précis sont les paramètres d'entrée les plus fondamentaux pour la modélisation astrophysique et plasma de fusion. Les lignes de rayonnement dans le processus de recombinaison diélectronique (DR) peuvent être utilisées comme une sonde efficace pour le diagnostic de la température et de la densité des électrons dans les plasmas.
L'anneau de stockage d'ions lourds combiné au dispositif de refroidissement d'électrons fournit une plate-forme expérimentale unique pour la recherche expérimentale en spectroscopie de précision DR des ions hautement chargés. D'habitude, les expériences DR de l'anneau de stockage ont une résolution en énergie extrêmement élevée, et l'énergie relative entre les faisceaux d'électrons et d'ions peut être précisément désaccordée dans une très large gamme d'énergie, qui fournissent la seule méthode pour mesurer les processus de DR à basse énergie, en particulier pour les résonances DR proches du seuil d'ionisation.
Fig. 2 Spectre DR et coefficient de débit plasmatique du Kr de type sodium
Des chercheurs de l'IMP, avec des chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Chine, Université Fudan et Université de Strathclyde, ont réalisé avec succès la spectroscopie de précision DR du calcium de type C et du krypton de type Na sur l'anneau de stockage d'ions lourds (HIRFL-CSRm) à Lanzhou, Chine.
Ils ont obtenu les coefficients de taux DR absolus de 40Ca
En outre, le coefficient de débit plasmatique pouvant être utilisé pour la modélisation du plasma a été obtenu et comparé aux données théoriques recommandées précédemment.
Pour les ions Ca14+, on constate que le résultat calculé du coefficient de vitesse de l'intervalle de température du plasma de photoionisation utilisé pour la modélisation théorique était de deux ordres de grandeur plus petit que le résultat de cette expérience. Pour les ions Kr25+, les scientifiques ont découvert que la corrélation électronique a des contributions très importantes dans le spectre DR à basse énergie, et le fort effet de mélange entre les résonances DR de faible énergie doit être pris en compte.
Le spectre de précision DR obtenu dans ce travail peut non seulement être utilisé pour étudier la structure des niveaux d'énergie des ions hautement chargés et ainsi tester la théorie, mais également fournir des données de référence de haute précision pour le diagnostic et la modélisation des plasmas astrophysiques et de fusion.
