O estudo do transporte de iões positivos em gases raros

Uma tese de doutoramento desenvolvida na UBI pretende analisar os fenómenos que estão associados ao transporte de iões positivos em gases raros. As provas foram apresentadas na passada sexta-feira, 14, na reitoria.

João António da Silva Barata estudou os fenómenos que estão associados ao transporte de iões positivos em gases raros. Desse trabalho de investigação resultou a sua tese de doutoramento em Física, que foi apresentada, sexta-feira, 14 de Julho na Reitoria da UBI.
Este docente do Departamento de Física da instituição covilhanense explica que este estudo iniciou-se “com o cálculo de secções eficazes integrais e diferenciais elásticas para colisões de iões Ne+, Ar+, Kr+ e Xe+ com átomos de He, e de iões He+ com He, Ne+ com Ne, Ar+ com Ar, Kr+ com Kr e Xe+ com Xe, a partir das curvas de energia potencial para os estados de menor energia do ião molecular que se forma durante a colisão”. Desta forma e “usando o método das ondas parciais na resolução da equação de onda radial de Schrödinger, independente do tempo, e a aproximação de JWKB no cálculo dos desvios de fase”, são apresentados resultados para secções eficazes integrais e diferenciais para energias no centro de massa compreendidas entre 1 meV e 10 eV.
As curvas de energia potencial, “que são usadas no cálculo de secções eficazes”, são ajustadas a dados de espectroscopia experimentais ou cálculos ab initio, utilizando para tal, “modelos de potencial de Tang e Toennies modificados (TTIA) e (TTIA – wb)”. Estes modelos são usados para reproduzirem as curvas de energia potencial dos estados moleculares na interacção ião-átomo, “onde se considera a separação do estado fundamental do ião 2P, com excepção do He+, por acoplamento spin orbital nos estados 2P3/2 e 2P1/2”, refere o autor deste estudo.
Para o estudo do transporte de iões em gases raros desenvolveu “um modelo de simulação tridimensional baseado em técnicas de Monte Carlo”. Modelo que considera em detalhe os processos físicos que ocorrem no transporte de iões num gás sob a influência de um campo eléctrico uniforme, em que as decisões tomadas ao longo da simulação são efectuadas com base nas secções eficazes integrais e diferenciais calculadas para a colisão do ião com os átomos do gás.
Utiliza-se “o modelo de simulação de Monte Carlo no estudo das propriedades de transporte de iões positivos em gases raros através da medida de várias grandezas físicas que caracterizam a deriva de iões nomeadamente energias médias, velocidades de deriva, mobilidades, coeficientes de difusão e energias características longitudinais e transversais, para iões de gás raro Ne+, Ar+, Kr+ e Xe+ em He gasoso para pressões atmosféricas, T = 300 K e valores de campo eléctrico reduzido E/N entre 1 e 150 Td, e para iões de gás raro em gases do mesmo gás raro, He+ em He, Ne+ em Ne, Ar+ em Ar, Kr+ em Kr e Xe+ em Xe para pressões atmosféricas, T = 293 K e valores de campo eléctrico reduzido E/N entre 1 e 300 Td”, esclarece João Barata. Durante o estudo para este trabalho, comparam-se os resultados obtidos, “quer para as secções eficazes quer para os parâmetros do transporte de iões positivos em gases raros, com os poucos resultados disponíveis na literatura científica internacional, quer teóricos quer experimentais, com os quais estão de acordo”, sublinha o autor do estudo.
O júri que aprovou este doutoramento foi constituído por Carlos Alberto Nabais Conde, professor catedrático da Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade de Coimbra, João Pinheiro da Providência e Costa, professor catedrático da Universidade da Beira Interior, Vítor José Babau Torres, professor catedrático da Universidade de Aveiro, José Alberto Ribeiro Pacheco de Carvalho, professor associado da Universidade da Beira Interior, Manuel Joaquim de Paula Maneira, professor associado da Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, Paulo André de Paiva Parada, professor auxiliar da Universidade da Beira Interior, José Manuel Pé-Curto Velhinho, professor auxiliar da Universidade da Beira Interior e Luís José Maia Amoreira professor auxiliar da Universidade da Beira Interior.