Descrição clássica para a interação de dois átomos de Rydberg

Abstract

Resumo: Átomo de Rydberg é uma denominação genérica para átomos nos quais o elétron é excitado para um nível de energia com alto valor do número quântico principal n. O interesse no estudo destes átomos deve-se principalmente ao grande tamanho do raio atômico e a elevados tempos de vida que estes apresentam. Neste trabalho, nós utilizamos um modelo unidimensional para a interação entre dois átomos de Rydberg e em seguida realizamos uma aproximação harmônica para entender a dinâmica eletrônica proveniente da interação. Esta descrição é possível apenas quando pacotes de ondas eletrônicos localizados nas coordenadas angular e radial são assumidos em ambos os átomos. O modelo é caracterizado por considerar dois átomos hidrogenóides sobre uma linha, na qual os núcleos estão separados pela distância R. Para evitar a singularidade do potencial de Coulomb no caso unidimensional, nós utilizamos o modelo soft core, com parâmetro a. Após isto, usamos coordenadas scalonadas (˜x = x/n2) e uma renormalização no tempo (d./dt = .Z/n3) de forma que a energia escalonada é então fixa (˜E = -1). Para a interação eletrônica aproximada obtivemos um potencial do tipo Hénon-Heiles com um termo adicional linear. Com isto, caracterizamos o comportamento do sistema dinâmico usando seções de Poincaré e diagramas de espaço de fase. A dinâmica eletrônica é discutida qualitativamente e quantitativamente como função da distância internuclear escalonada eR.

Abstract: Rydberg atom is a generic expression for atoms which have its electrons excited to an energy level with very large principal quantum number n. The interest in the study of these atoms is mainly due to large dimension and high lifetimes that they present. In this work, we used onedimensional Rydberg atoms interaction model and then we made an harmonic approximation to understand the electronic dynamic of two colliding Rydberg atoms. Such description is only possible when electronic localized wave packets in the radial and angular coordinates are assumed in both atoms. The model is characterized by considering two hydrogen like atoms on a line, which the nuclei are separated by a distance R. To avoid the Coulomb potential singularity in the one-dimensional case, we used the soft core model, with parameter a. Besides this, we used scaled coordinates (.x = x/n2) and a time renormalization (d¥ó/dt = ¡îZ/n3) so that the scaled energy is fixed (.E = .1). For the approximated electronic interaction, we obtained a H¢¥enon-Heiles like potential with an additional linear term. With this, we characterized the behavior of the dynamical system using Poincar¢¥e sections and Phase space diagrams. The electronic dynamic is discussed qualitatively and quantitatively, as a function of the scaled intranuclear distance eR.