Cuando un ión penetra un medio material, ya sea gaseoso, líquido o sólido, éste intercambia carga, momento y energía con los átomos del material. Esto conlleva a modificaciones del material, el llamado daño por irradiación. Para cuantificar la transferencia de carga y la pérdida de energía, se requiere del estudio detallado de las secciones transversales para estos procesos. En el caso de sistemas astrofísicos, es importante determinar la evolución química de nubes moleculares inmersas en radiación iónica proveniente de estrellas cercanas [1,2]. En la atmósfera terrestre existen varios compuestos moleculares producto de la actividad humana que pueden ser modificados por procesos de transferencia de carga y pérdida de energía para su posible control o modificación [3]. De interés biológico son los danos causados por irradiación de protones y partículas alfa, ya que la mayoría de las mutaciones celulares surgen cuando rayos cósmicos producen alteraciones a nivel molecular, particularmente en el ADN, así como la producción de radicales libres [4, 5]. En física médica, en particular en radioterapia y dosimetría, es de vital importancia determinar los procesos de fragmentación que determinarán las dosis de iones que se deben implantar para tratar un tumor [5,6]. En los Tokamak para la fusión de plasmas [7], las llamadas "cenizas" de helio son el producto principal de la reacción de fusión entre deuterio y tritio y constituye un ingrediente importante en la dinámica para mantener el plasma. La diferencia en masa del deuterio y tritio hace el efecto isotópico de importancia fundamental para este proceso [8,9]._x000D_ _x000D_ El estudio de este tipo de procesos es un problema muy complicado que involucra la dinámica de N-cuerpos de caracter cuántico [10]. Así planteamos el cálculo de secciones transversales mediante métodos ab initio que resuelven la ecuación de Schrodinger para los electrones acoplados a los núcleos._x000D_ _x000D_ Con base en estos antecedentes y debido a la relevancia de estos procesos es que se presenta a su consideración el presente proyecto. De ser aprobado, permitirá iniciar un nueva linea de investigación teórica en el Instituto de Ciencias Físicas de nuestra Universidad. Además abrirá la perspectiva de desarrollar experimentos de esta clase en el ICF-UNAM, ya que se cuenta con las condiciones idóneas._x000D_

Las contribuciones de este proyecto de investigación son a nivel fundamental en el área de conocimiento de Física Atómica, Molecular y Óptica, con posibles extensiones a física aplicada. A nivel fundamental, contribuirá a la comprensión de la interacción de radiación con materia. En particular, se espera encontrar bajo qué condiciones la masa del proyectil y blanco modifica los procesos de transferencia de carga y energía en la colisión. Así, determinar las condiciones óptimas del proceso de transferencia de carga electrónica y su control. Esto permitirá determinar los sistemas ión-átomo y ión-molécula para los cuales se pueda controlar y optimizar el proceso de transferencia de carga y así cuantificar el proceso de pérdida de energía. A su vez, ésto permitirá encontrar las condiciones y parámetros de la colisión para extender el estudio a sistemas más complejos. Dentro de este aspecto, se espera determinar y poder predecir qué sistemas se verán más afectados por el tipo de blanco isotópico y en cuáles se incrementará o reducirá la transferencia de carga. Dentro de las posibles aplicaciones tecnológicas está la determinación de los procesos de fusión en Tokamak (proyecto ITER), así como el estudio de procesos en radioterapia y dosimetría, en donde los resultados teóricos de esta investigación permitan encontrar posibles tratamientos a tumores.