Capitulo 1

CAPÍTULO I
Antecedentes, importancia y teoría de la investigación
Este capítulo habla acerca de la importancia y posibles aplicaciones del estudio de la transferencia
de carga del O+ con N2. Además se hace un resumen de la literatura existente hasta el momento
referente a esta colisión. [1-8]

1.1 Antecedentes e importancia de la investigación
En años recientes, ha existido gran interés enlas interacciones de iones
atómicos con átomos. Este interés viene de la necesidad de entender los procesos que
suceden en la naturaleza tales como: fenómenos astrofísicos, en la química de estados
excitados, la química de la contaminación, combustión, interacción con láser y
reacciones termoquímicas, entre otros. El estudio de las interacciones antes
mencionadas involucran el entendimientode eventos físicos tales como: excitación
electrónica, disociación, captura electrónica, pérdida electrónica y algunas
combinaciones de éstos.
Cuando el sistema de colisión es complejo, su conocimiento se puede
complicar, entonces para disminuir la cantidad de posibles productos, se utilizan
sistemas más simples.

La fidelidad de los resultados depende básicamente del

método experimentaly de los métodos matemáticos de aproximación. Los métodos
numéricos y la computación han permitido tener modelos más realistas. Sin
embargo, y a pesar de todos los avances que puedan desarrollarse en un futuro, la
comprobación de las interacciones atómicas mediante el empleo de: haces atómicos y

moleculares, de rayos láser y de sofisticadas técnicas de detección, seguirán siendo
las másimportantes en el desarrollo de nuevas teorías y avances tecnológicos.
En especial, una interacción que ha sido interesante estudiar desde hace ya un tiempo
es la que se origina al enviar un haz de iones de oxígeno para colisionar con gas de
nitrógeno molecular. Es importante entenderla porque los componentes de esta
colisión son elementos muy abundantes en el planeta Tierra. Por ejemplo, en laatmósfera, teniendo así aplicaciones en aeronomía y comunicación por radio, entre
otras. Para saber más acerca de la atmósfera terrestre, ver apéndice A.

1.2 Teoría de la investigación

Dado que el objeto de estudio en este trabajo son las interacciones atómicas, es
necesario definir primero lo que es una colisión. Cuando dos partículas se
aproximan una a otra, su interacción mutuacambia su movimiento, produciendo
un intercambio de momentum y de energía. Se dice entonces que ha habido una
colisión. En algunas colisiones las partículas finales no son idénticas a las iniciales.
Cuando las partículas iniciales y finales son las mismas, la colisión se denomina
dispersión elástica.
En general, en un experimento de colisión se conoce en forma precisa el
movimiento de laspartículas antes de la colisión, ya que el mismo depende de
cómo ha sido preparado el experimento. En este caso, todo el sistema experimental

y todas las variables que intervienen en el experimento, se controlan y almacenan
en una computadora PC.
Se puede tener una imagen cualitativa de los sistemas de colisión dividiendo a la
energía en tres intervalos: energías bajas, energías altas y energíasintermedias.
En el intervalo de energías bajas, que son las que interesan para este trabajo, el
sistema en colisión se puede visualizar como una molécula diatómica, con
separación internuclear que varía con el tiempo, en donde el movimiento
electrónico es perturbado por el movimiento nuclear.
Entiéndase por energías bajas a valores de energía menores a 25 Kev. (valor de
energía necesaria paraacelerar un protón a la velocidad del electrón del hidrógeno
v= 2.2*108 cm/s).

1.2.1 Procesos de transferencia de carga

En general, hay básicamente dos diferentes tipos de procesos en interacciones de
gases ionizados: procesos no colectivos, los cuales envuelven colisiones binarias o
terciarias, y los procesos colectivos, los cuales se basan en la interacción simultánea
de un gran...