Charge exchange processes from the collisions of alpha particles with water molecules

Abstract

Collisions of multiply charged solar wind ions with cometary molecules lead to infrared and far ultraviolet photon emissions [1]. As it was shown in previous work by [2-4] the resulting spectra of the emission yields have astrophysical implications and can be used for testing such properties of the solar wind as velocity, density, and chemical composition. In present work experimental data for the state selective electron capture by He²⁺ ions from water molecules are presented. Three complimentary experimental techniques: Translational Energy Spectroscopy, Photon Emission Spectroscopy and Fragment Ion Spectroscopy were used for measuring state selective electron capture cross sections [5]. Experimental data are compared to the theoretical calculations. Theoretical calculations were carried out using basis approach which is proven to provide a good agreement with the experimental measurements.

Зіткнення багаторазово іонізованих зарядів сонячного вітру з нейтральними частинками комет призводять до емісій в рентгенівській і ультрафіолетовій областях [1]. Як було показано раніше [2–4], результуючий спектр перезаряджених іонів може бути використаний для тестування таких властивостей сонячного вітру як швидкість, концентрація частинок та хімічний склад. У роботі представлено експериментальні дані для вибіркового захоплення електрона при зіткненнях альфа-частинок з молекулами води. Для вимірювань поперечних перерізів захоплення електрона було використано три незалежні та взаємодоповнюючі методики – трансляційно-енергетична спектроскопія, фотонно-емісійна спектроскопія та фрагментарно-іонна спектроскопія [5]. Експериментальні дані порівнюються з результатами теоретичних розрахунків. З цією метою нами запропоновано метод базисного підходу до опису таких зіткнень і показано, що теоретичні розрахунки виконані з використанням цього методу добре узгоджуються з експериментальними даними.

Столкновения многократно заряженных ионов солнечного ветра с нейтральными частицами комет приводят к эмиссиям в рентгеновской и ультрафиолетовой областях [1]. Как было показано ранее [2–4], исходящий спектр перезаряженных ионов может быть использован для тестирования таких свойств солнечного ветра как скорость, концентрация и химический состав. Представлены экспериментальные данные для частичного захвата электрона при столкновениях альфа-частиц с молекулами воды. Для измерений сечений захвата электрона было использовано три независимые и взаимодополняющие методики – трансляционно-энергетической спектроскопии, фотонно-эмиссионной спектроскопии и фрагментарно-ионной спектроскопи [5]. Экспериментальные данные сравниваются с результатами теоретических расчетов. С этой целью нами предложен метод базисного подхода к описанию таких столкновений и показано, что используемый метод хорошо согласуется с экспериментальными данными.