Sebuah studi baru menantang asumsi statistik putaran tradisional dalam pertukaran muatan ion-atom, mengungkap dinamika tak terduga dalam tumbukan C3+ dan helium serta membuka jalan baru dalam reaktivitas kuantum.
Sejak gambar sinar-X pertama dari sebuah komet ditangkap menggunakan teleskop sinar-X pada tahun 1996, mempelajari pertukaran muatan dalam tumbukan antara ion bermuatan tinggi dan atom atau molekul telah menjadi topik penelitian yang hangat.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Ahli astrofisika memerlukan data atom yang akurat untuk memodelkan spektrum sinar-X yang diamati. Secara tradisional, pertukaran muatan diasumsikan mengikuti aturan statistik mengenai bilangan kuantum putaran total. Asumsi statistik putaran murni ini sangat penting di berbagai bidang.
Temuan Baru Menantang Asumsi yang Sudah Ada
Namun, sebuah penelitian baru yang diterbitkan di Surat Tinjauan Fisik pada 22 Oktober telah menantang asumsi ini dengan memberikan bukti langsung dari rincian statistik putaran dalam tumbukan pertukaran muatan ion-atom. Studi ini dipimpin oleh para ilmuwan dari Institute of Modern Physics (IMP) dari Chinese Academy of Sciences (CAS).
Percobaan dilakukan di terminal energi rendah Fasilitas Penelitian Ion Berat di Lanzhou, menggunakan mikroskop reaksi resolusi tinggi, yang ditandai dengan presisi, sensitivitas, dan efisiensi pendeteksian yang tinggi. Helium netral digunakan sebagai target dalam tabrakan dengan C3+ ion dalam percobaan.
“C3+ ion adalah kandidat yang baik untuk penelitian ini karena ia tidak mempunyai keadaan tereksitasi yang berumur panjang dan selalu berada dalam keadaan dasar di daerah tumbukan. Dengan menggunakan mikroskop reaksi, kita dapat dengan mudah menentukan keadaan atom pada saat penangkapan elektron dalam tumbukan, mengatasi kesulitan yang dihadapi dalam percobaan sebelumnya. Oleh karena itu, relatif lebih mudah untuk menganalisis mekanisme yang mendasarinya secara akurat,” kata Prof. Xiaolong Zhu dari IMP, penulis pertama penelitian ini.
Melalui pendekatan eksperimental dan teoretis, para ilmuwan secara langsung mengukur rasio penampang lintang yang diselesaikan dengan putaran, sebagai penyelidikan statistik putaran, yang menunjukkan perincian asumsi statistik putaran pada energi berdampak tinggi yang secara tradisional diharapkan valid.
“Temuan baru ini menimbulkan pertanyaan menarik baik dalam memahami dinamika elektronik selama proses tumbukan yang cepat dan dalam mengeksplorasi manipulasi kuantum reaktivitas atom dan molekul,” kata Prof. Xinwen Ma dari IMP, salah satu penulis studi tersebut.
Referensi: “Bukti Langsung Perincian Statistik Putaran dalam Tabrakan Pertukaran Muatan Ion-Atom” oleh XiaoLong Zhu, Shaofeng Zhang, Yong Gao, Dalong Guo, Jiawei Xu, Ruitian Zhang, Dongmei Zhao, Kaizhao Lin, Xubin Zhu, Dadi Xing, Shucheng Cui, Stylianos Passalidis, Alain Dubois dan X. Ma, 22 Oktober 2024, Surat Tinjauan Fisik.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.173002
RakyatPos.ID Network
