Recombinación de hidrógeno

Supongamos que se inyectan un electrón de movimiento lento y un protón de movimiento lento en una cámara, de modo que los dos se acerquen y es probable que se combinen para formar un átomo de hidrógeno. ¿Cómo se calcularía la secuencia probable de eventos, incluida la posible emisión de fotones a lo largo del tiempo? ¿Terminará el átomo resultante en estado fundamental en una secuencia predecible?

Nota agregada más tarde: hice esta pregunta bajo la suposición de que era bastante elemental. Estaba imaginando una caja fría y oscura, algo así como una cámara anecoica, en la que se podría emitir un fotón y nunca más se escucharía, o mejor aún, una caja rodeada de detectores que podrían registrar qué se emitió y cuándo.

Todavía espero que pueda haber algún enfoque tan simplificado. Pero empiezo a sospechar que podría estar preguntando algo mucho más difícil de lo que pensaba. Cualquier comentario será apreciado.

Este documento, "El espectro de recombinación de hidrógeno", debería ser útil: adsabs.harvard.edu/full/1958MNRAS.118..477B
Gracias. Esperaba un enfoque más simple, que no involucrara estadísticas de radiación.

Respuestas (1)

Hay dos tipos básicos de recombinación (de electrones con protones) en átomos de hidrógeno:

  1. ternario (tres partículas), esto involucra otro electrón, hay una transferencia de energía del orden de la energía cinética media de un electrón al otro

  2. radiativo, emisión de un fotón, para conservar el impulso (cuando el átomo de hidrógeno se relaja al estado fundamental), tiene dos tipos, SRR (fotorrecombinación espontánea) y TSRR (recombinación radiativa en dos pasos)

La recombinación radiativa (RR), la unión de un electrón libre con un protón (deuterón) acompañada de la emisión de radiación, juega un papel importante en los plasmas astrofísicos y de fusión. El RR es uno de los procesos más fundamentales de la física atómica y está relacionado con la fotoionización por el principio de equilibrio detallado. La recombinación de electrón a protón con emisión de radiación también puede tener lugar en presencia de una tercera partícula (electrón o fotón). El estudio de la RR del electrón con el protón en el canal de recombinación radiativa espontánea (SRR), en ausencia de una tercera partícula, se remonta a 1923 por Kramers [1] dentro de un enfoque semiclásico.

Por favor vea aquí:

http://jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_048_04_0639.pdf

https://www.researchgate.net/publication/252852190_Radiative_recombination_of_cold_electron_with_proton_and_deuteron

Acabo de ver esto y siento la demora. Muy apreciado.