El Instituto de Ciencias Físicas de la UNAM, en particular el grupo experimental de Física Atómica, Molecular y Óptica (FAMOE) cuenta con una larga tradición en el estudio de procesos en colisiones atómicas y moleculares. Sin embargo, en este campo poco se conoce sobre los efectos de confinamiento e isotópicos tanto del proyectil como del blanco en colisiones atómicas y moleculares.

En este proyecto se plantea extender nuestra experiencia previa mediante la incorporación de efectos de confinamiento en el estudio teórico de diversos procesos como la transferencia de carga, captura electrónica, secciones eficaces de excitación e ionización y pérdida de energía. Por otra parte, en relación con efectos isotópicos se pretende continuar el estudio de procesos no adiabáticos en el acoplamiento electrón-núcleo tal que la diferencia de masa para un proyectil o blanco dado tiene en efecto en la transferencia de carga y pérdida de energía. Además se acoplarán los efectos isotópicos con los de confinamiento para obtener sus efectos en los espectros electrónicos modificados por el confinamiento y la diferencia de masas de los iones/átomos/moléculas de interés en este trabajo.

Las metodologías propuestas consisten en resolver, a partir de primeros principios, la ecuación de Schrödinger independiente y dependiente del tiempo tomando en cuenta las condiciones de confinamiento y el acoplamiento electrón-núcleo. Finalmente, se espera publicar al menos 1 artículo por año así como la formación de recursos humanos a nivel de maestría y doctorado.

Debido a la relevancia de estos procesos es que se presenta a su consideración el presente proyecto. De ser aprobado, permitirá continuar nuestra línea de investigación teórica/experimental mediante la inclusión de efectos de confinamiento, algo nuevo 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 cuentan con las condiciones idóneas.

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, consiste en la comprensión de la interacción de radiación con materia. En particular, se espera encontrar bajo qué condiciones el confinamiento y la masa reducida del sistema proyectil-blanco modifican los procesos de transferencia de carga y pérdida de energía en la colisión. Así, determinar las condiciones óptimas del proceso de transferencia de carga electrónica y su control. Esto permitirá determinar los sistemas ion-átomo y ion-molécula para los cuales se pueda controlar y optimizar el proceso de transferencia de carga y así cuantificar el proceso de pérdida de energía bajo condiciones complejas de confinamiento. A su vez, esto permitirá encontrar las condiciones y parámetros de la colisión para extender el estudio a sistemas mas complejos. Dentro de esto, se espera determinar y poder predecir qué sistemas se verán mas afectados por el tipo de proyectil/blanco isotópico y en cuales se incrementará o reducirá la transferencia de carga, así como los efectos de las diferentes condiciones de confinamiento o presión a las que se encuentre el sistema. Dentro de las posibles aplicaciones tecnológicas esta el determinar los procesos de fusión en Tokamak (ITER), así como al estudio de procesos en radioterapia y dosimetría, en donde los resultados teóricos de esta investigación permitan encontrar posibles tratamientos a tumores.