ESTUDIO TEORICO DE PROCESOS DE IONIZACION MULTIPLE EN COLISIONES ENTRE IONES Y MOLECULAS THEORETICAL STUDY OF MULTIPLE IONIZATION PROCESSES ON COLLISIONS BETWEEN IONS AND MOLECULES C. A. Tachino, M. E. Galassi, and R. D. Rivarola Instituto de F´ ısica de Rosario – Universidad Nacional de Rosario – CONICET Av. Pellegrini 250 – (2000) Rosario, Argentina e-mail: tachino@ifir.edu.ar galassi@fceia.unr.edu.ar rivarola@fceia.unr.edu.ar En el presente trabajo calculamos secciones eficaces de ionizaci´on m´ ultiple, en funci´on de la orientaci´on del eje molecular, para impacto de proyectiles m´ ultiplemente cargados sobre mol´ eculas N 2 yO 2 . Para obtener las probabilidades de ionizaci´on simple necesarias para calcular dichas cantidades hemos utilizado diferentes aproximaciones dentro del marco del modelo de electr´on independiente . Se analiza la influencia de la orientaci´on molecular sobre las secciones eficaces diferenciales, logr´andose un buen acuerdo entre los resultados te´oricos obtenidos y los datos experimentales existentes. Se calculan tambi´ en secciones eficaces totales para blancos CO. Palabras Claves: ion, mol´ eculadiat´omica,ionizaci´on,orientaci´onmolecular. In the present work we calculate multiple ionization cross sections, as a function of the orientation of the molecular axis, for impact of highly charged ions on N 2 and O 2 molecules. We use different approaches to obtain the single ionization probabilities that are necessary to compute these quantities into the Independent Electron Model. The influence of the molecular orientation on differential cross section is analized. An adequate description of existing data is obtained. Total cross sections for CO targets are also calculated. Key Words: ion, diatomic molecule, ionization, molecular orientation. I. INTRODUCCION La emisi´on electr´onica desde blancos at´omicos y molecu- lares por impacto de iones ha sido objeto de estudio du- rante las ´ ultimas d´ ecadas 1-2 , no s´olo por su importancia te´orica sino tambi´ en por ser un proceso de gran relevancia en diferentes ´areas, tales como f´ ısica atmosf´ erica, f´ ısica del plasma y f´ ısica biol´ogica. En el presente trabajo centramos nuestra atenci´on en las reacciones de ionizaci´on m´ ultiple de mol´ eculas diat´omicas multielectr´onicas por impacto de iones. Los recientes avances producidos en el campo de la tec- nolog´ ıa han permitido obtener una descripci´on muy com- pleta, en el espacio de momentos, de los agregados resul- tantes de la colisi´on 3 . Por otra parte, a energ´ ıas de im- pacto suficientemente altas el tiempo de interacci´on entre el proyectil y el blanco es considerablemente menor que los tiempos de rotaci´on y vibraci´on de este ´ ultimo, pudiendo considerarse que la orientaci´on espacial de la mol´ ecula per- manece fija durante el proceso de colisi´on 4 . Esto posibilita un an´alisis detallado del espectro de emisi´on en funci´on de la orientaci´on molecular. Al respecto, se pueden men- cionar los trabajos experimentales llevados a cabo por Siegmann et al. 5 , donde se estudi´o la distribuci´on angu- lar de fragmentos resultantes de la colisi´on entre protones a 50 keV/uma y mol´ eculas de CO para varios grados de ioni- zaci´on.Adoui et al. 6 analizaron los efectos de la orientaci´on molecular para colisiones entre blancos de CO y proyectiles m´ ultiplemente cargados empleando un modelo CTMC (de trayectoria cl´asica de Monte Carlo), mientras que Horvat et al. 7 obtuvieron resultados experimentales para la ioni- zaci´on doble de CO por impacto de Ar 14+ y Kabachnik et al. 8 presentaron resultados te´oricos obtenidos con el modelo SED (modelo de deposici´on estad´ ıstica de energ´ ıa) para im- pacto de He 2+ sobre N 2 para orientaciones definidas de esta mol´ ecula. Otros autores que han trabajado en esta tem´atica son Wohrer et al. 9 y Ben–Itzhak et al. 10 . Para analizar te´oricamente el proceso de emisi´on m´ ultiple de electrones desde blancos moleculares es pre- ciso abordar un problema mec´anico–cu´antico sumamente complejo, ya que deben considerarse las interacciones en- tre los electrones emitidos y la estructura de la mol´ ecula. Por este motivo se utilizan aproximaciones que permitan simplificar su estudio. Una de las aproximaciones em- pleadas consiste en considerar a las mol´ eculas como una asociaci´on de dos ´atomos independientes separados entre s´ ı por una distancia equivalente a la de equilibrio molecu- lar. En cuanto a la evoluci´on electr´onica, se ha decidido trabajar dentro del marco del modelo de electr´on indepen- diente (MEI) 11-12 en el cual se considera que los electrones evolucionan independientemente unos de otros en un po- tencial efectivo, despreci´andose de esta manera efectos de correlaci´onelectr´onica. Para el c´alculo de las probabili- dades de part´ ıcula simple se han utilizado diferentes aproxi- maciones, como el modelo CDW–EIS (onda distorsionada del continuo-estado inicial eikonal) y el modelo exponencial (EM). Las probabilidades de ionizaci´on m´ ultiple han sido obtenidas utilizando distribuciones binomiales. En este trabajo estudiamos el caso de los blancos mole- cularesdiat´omicosN 2 ,O 2 y CO. En los c´alculos se utiliza la versi´on de trayectoria rectil´ ınea dentro de la aproximaci´on par´ ametro de impacto. Se emplean unidades at´omicas ex- cepto que se indique lo contrario. 55 - ANALES AFA Vol. 18 MERLO 2006 - 55 ISSN (EN LINEA): 1850 - 1158