La lumière interagissant avec des atomes d'hydrogène enfermés dans des cages creuses composées d'atomes de carbone - appelé matériau fullerène - produit une ionisation. Ce phénomène, qui a fait l'objet d'un examen théorique intense, est particulièrement intéressant car les rayons lumineux peuvent avoir des effets dramatiques en induisant de petits potentiels d'énergie externes. Spécifiquement, ils modifient les propriétés structurelles et dynamiques des atomes confinés dans la molécule de fullerène. Ana Frapiccini du centre de recherche CONICET de l'Universidad Nacional del Sur, à Bahía Blanca, Argentine, et ses collègues viennent de publier une étude dans EPJ D expliquant la théorie derrière l'ionisation. Les applications de ce processus comprennent l'administration de médicaments, calcul quantique, photovoltaïque et stockage d'hydrogène.
Dans cette étude, les auteurs ont développé une méthodologie pour résoudre l'équation de Schrödinger décrivant le comportement, heures supplémentaires, d'un atome interagissant avec une impulsion lumineuse externe. Cela donne une description théorique de la façon dont les rayons lumineux externes affectent les niveaux d'énergie des atomes d'hydrogène piégés à l'intérieur des fullerènes. En résolvant l'équation, les auteurs ont réussi à transformer le problème en une équation beaucoup plus simple, ce qui explique l'effet de diffusion de la lumière sur les atomes captifs.
Ainsi, ils ont transformé leur tentative d'arriver à une compréhension théorique de l'ionisation en une étude d'un modèle semi-empirique plus simple des potentiels énergétiques - qui sont locaux, à symétrie sphérique, et considérée comme constante.
Frapiccini et ses collègues révèlent ainsi dans cette étude des aspects clés du processus d'ionisation sur des atomes piégés à l'intérieur d'une molécule de fullerène. Les auteurs testent ensuite leur théorie à l'aide d'une application basée sur l'étude de l'influence du confinement d'un atome d'hydrogène dans des cages de fullerène de deux tailles différentes; à savoir C36 et C60. Ils concluent que la cage de fullerène agit comme un capteur pour l'électron, qui est ionisé à l'intérieur de la cage, lorsqu'il est soumis à une impulsion laser de même intensité que la différence entre les niveaux d'énergie inférieurs.
