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Modelos mecanocuánticos Estado roto vibracional
Con
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Juan Carlos Gil explica que la sección eficaz es una probabilidad de absorción que puede calcularse a partir de modelos mecanocuánticos y destaca su dependencia complicada del entorno químico y presión.
…en el espectro, con el producto de tres términos. Uno es esta sección eficaz, otro es la densidad de moléculas, cuanta más molécula más absorción, y otra es el camino óptico, pues eso, el espesor de la columna de gas que haces atravesar tu luz. Este camino óptico con la densidad de moléculas te da el número de moléculas y este primer coeficiente, la sección eficaz, como os digo, es una probabilidad de absorción. Bueno, estas secciones se pueden calcular a partir de modelos mecanocuánticos, del estado que sea, del roto vibracional en este caso. Pero su dependencia, lo que me interesa destacar, con el entorno químico y presión es tremendamente complicada. Con lo cual, a la postre, las buenas, las FETEN, se miden, se miden en el laboratorio. Y mediante estas medidas, y algunas, bueno, pues también echando mano de cálculos a vinicio, pues se han construido catálogos, catálogos de secciones eficaces como HITRAN y HITEMP de la Universidad de Harvard, también junto al Smithsonian, o EXOMOL de la UCL, la University College London. HITRAN y su extensión a altas temperaturas, HITEMP, son de muy alta precisión, cubren muchísimas moléculas, pero corresponden a condiciones terrestres, condiciones estándar, nuestra atmósfera, nuestros 20 grados aproximadamente, y nitrógeno, el mayoritario en…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil explica que los espectros nucleares se modelan bien con perfiles lorentzianos debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, pero los modos rotovibracionales en atmósferas de exoplanetas son más complejos y sensibles a las condiciones.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3perfiles lorentzianos principio incertidumbre heisenbergmodos rotovibracionales atmósferas exoplanetassensibilidad a condiciones presión temperatura dimetilsulfuronúmero de modos aumenta número átomos…que, recordáis, estos estudian bachillerato con los desdoblamientos de Stark y Zeeman. En general estos espectros atómicos se pueden modelar muy fácilmente apenas con un ensanchamiento Doppler por el movimiento de los átomos de tipo gaussiano y va fenomenal. Existen también espectros todavía más profundos, espectros nucleares, donde de nuevo todavía con menos motivo el entorno de los átomos, de las moléculas, pues afecta todavía menos porque esto está todavía más profundo. En este caso los perfiles suelen ser lorencianos y hay un ensanchamiento debido al principio de incertidumbre de Heisenberg. El caso es que también se modela muy bien, pero estos chismes rotovibracionales de los que hablamos en infrarrojo de atmósferas de exoplanetas son más complicados en este sentido; son mucho más sensibles a las condiciones como presión, temperatura e incluso entorno químico de las moléculas que estamos tratando. Para empezar, el número de modos es muy alto, sobre todo en cuanto aumenta el número de átomos; dimetilsulfuro eran cuatro, cuatro, ya son nueve átomos. El otro día traté de describir los modos, son bastante y además estos modos están relativamente cerca entre sí, crean una nubecita casi, son muy sensibles. A la temperatura, muchísimo, la temperatura afecta a los niveles, a la población de los niveles, por la distribución de Boltzmann y un cambio relativamente moderado puede hacer que las intensidades relativas de las líneas cambien radicalmente. Además, cuanta…
Juan Carlos Gil explica que la sección eficaz es una probabilidad de absorción que puede calcularse a partir de modelos mecanocuánticos y destaca su dependencia complicada del entorno químico y presión.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1sección eficaz probabilidad absorciónmodelos mecanocuánticos estado roto vibracionaldependencia entorno químico presión complicadacatálogos secciones eficaces hitran harvardexomol ucl universidad college london…en el espectro, con el producto de tres términos. Uno es esta sección eficaz, otro es la densidad de moléculas, cuanta más molécula más absorción, y otra es el camino óptico, pues eso, el espesor de la columna de gas que haces atravesar tu luz. Este camino óptico con la densidad de moléculas te da el número de moléculas y este primer coeficiente, la sección eficaz, como os digo, es una probabilidad de absorción. Bueno, estas secciones se pueden calcular a partir de modelos mecanocuánticos, del estado que sea, del roto vibracional en este caso. Pero su dependencia, lo que me interesa destacar, con el entorno químico y presión es tremendamente complicada. Con lo cual, a la postre, las buenas, las FETEN, se miden, se miden en el laboratorio. Y mediante estas medidas, y algunas, bueno, pues también echando mano de cálculos a vinicio, pues se han construido catálogos, catálogos de secciones eficaces como HITRAN y HITEMP de la Universidad de Harvard, también junto al Smithsonian, o EXOMOL de la UCL, la University College London. HITRAN y su extensión a altas temperaturas, HITEMP, son de muy alta precisión, cubren muchísimas moléculas, pero corresponden a condiciones terrestres, condiciones estándar, nuestra atmósfera, nuestros 20 grados aproximadamente, y nitrógeno, el mayoritario en…
José Edelstein continúa la conversación sobre espectroscopía infrarroja, explicando cómo las propiedades de átomos y moléculas aisladas se ven afectadas al integrarlas en un sistema físico, y cómo el entorno puede afectar radicalmente los patrones observados.
Habla: José EdelsteinSignificado #4moléculas modos vibracionales energíacampo eléctrico intenso relevancia mínimaentorno afecta patrones espectroscopía infrarrojaniveles de energía moléculas pequeños…aislada o un núcleo aislado, cuando uno lo mete en un sistema físico, pues puede haber cosas que afecten estas frecuencias y como bien dijo Juan Carlos, claro, el nivel de energías del núcleo o del átomo son suficientemente altos como para que necesite. Perturbaciones muy muy intensas como un campo eléctrico muy intenso, un campo magnético muy intenso, o sea, exageradamente intenso, entonces no es de esperar que sean muy relevantes; pero en cambio, en las moléculas, en los modos vibracionales, rotacionales, las moléculas son niveles tan pequeños de energía que lo que ocurre en el entorno, no sé si está funcionando muy bien la conexión, pero bueno, lo que ocurre en el entorno pasa a ser del mismo orden de magnitud y pasa a afectar radicalmente el patrón que están mirando. Me pareció buenísima la explicación. Pero no solo los niveles de energía, que afecta un poco la estructura de niveles de energía, está afectada por esos campos magnéticos y tal, sino entiendo que la mayor incertidumbre son las probabilidades de transición, las secciones eficazes, o sea, cuánto…
Héctor Socas continúa la discusión sobre las dificultades para calcular probabilidades de transición y secciones eficaces, explicando que a menudo se recurre a tablas compiladas con cálculos aproximados y mediciones de laboratorio.
Habla: Héctor SocasPalabras #13cálculos mecanocuánticos hierroprobabilidades transición atmósferas estelaresmedidas laboratorio oxígenotablas datos compilados laboratorio…sino incluso átomos individuales, eso solo es bien conocido en los casos más, el nivel fundamental de cada estado de ionización, etc. Y en astrofísica es habitual recurrir a tablas de compilaciones que hacen grandes proyectos que se dedican a combinar a Veces con cálculos mecanocuánticos pero que son muy aproximados, tienen muchas aproximaciones y a veces medidas de laboratorio que son mucho más precisas para poder tener estas probabilidades de transición, por ejemplo en el hierro, en el oxígeno que son elementos fundamentales para las atmósferas estelares o para los interiores estelares, y se utilizan tablas que están; muchos de los datos son compilados de medidas de laboratorio, ¿no? Por eso, eso mismo que está explicando Juan Carlos, porque no es nada fácil de calcular, a pesar de que uno pueda pensar: bueno, tenemos la teoría, pues la aplicamos y hacemos esos cálculos, ¿no? El átomo de hidrógeno sí que lo calculamos muy bien, pero ya…