Download medida de probabilidades de transición en el espectro visible del

MEDIDA DE PROBABILIDADES DE TRANSICIÓN EN EL ESPECTRO VISIBLE
DEL KRYPTON IONIZADO
A. de Castro, F. Rodríguez, J. A. del Val1, J. A. Aparicio, V. R. González y S. Mar.
Dpto. de Óptica y Física Aplicada, Universidad de Valladolid, 47071 Valladolid
1
Dpto. de Física Aplicada, Univ. de Salamanca, Esc. Politéc. Sup. de Ávila, Ávila
El Krypton, presente en fuentes de luz, láseres, plasmas de laboratorio e industriales, ha
cobrado un renovado interés astrofísico por su presencia en el medio interestelar detectada por
el telescopio espacial Hubble. Pero aún se carece de datos experimentales fiables para gran
parte de sus líneas espectrales en lo relativo a parámetros atómicos como son sus
probabilidades de transición Aki. En este trabajo se ha medido exhaustivamente más de un
centenar de líneas de todo el espectro visible del Kr II, prolongando unos primeros resultados
ya publicados [1], con objeto de completar la escasa bibliografía existente para esta especie.
El método estudia las intensidades relativas obtenidas en una lámpara de descarga
pulsada en la que se genera un plasma de Krypton, con densidad electrónica entre 0.2 y 0.8 x
1023 m-3, medida por interferometría a doble longitud de onda, y con temperatura entre 15000
y 27000 K, obtenida mediante Boltzmann-plot y usando una quincena de líneas espectrales
cuyas Aki ya establecidas se toman como referencia [1].
El dispositivo experimental (figura 1) y el procesado de los espectros registrados (figura
2) se describe con detalle en las referencias [1-2]. En conjunto se han procesado varios miles
de espectros, recogidos de una columna homogénea del plasma [2], varios de ellos para cada
línea estudiada y en diferentes condiciones de densidad y temperatura a lo largo de la vida del
plasma. En todos los espectros se ha medido la densidad óptica del plasma con ayuda del
espejo retrorreflector E3 que aparece en la figura 1, y se ha podido corregir la autoabsorción
en aquellos perfiles espectrales en que ésta aparece (usualmente < 20% en el máximo de las
líneas más intensas).
La figura 3 muestra los valores de temperatura durante los 130 µs en que la emisión del
KrII es significativa, obtenidos mediante Boltzmann-plot para cada instante de la vida del
plasma, y a su vez en diferentes momentos de control a lo largo del experimento. Se
comprueba que las incertidumbre en este parámetro es < 10%. Conocida la temperatura,
podemos obtener un valor promedio de Aki para cada línea sobre los diferentes instantes en
que se emite (figura 4), y puede estimarse su incertidumbre (usualmente < 20%) a través de la
desviación estándar σ. Algunos ejemplos de los resultados se muestran en la siguiente tabla
(los resultados completos se expondrán en el póster y publicarán en breve):
λ (nm)
363.187 391.259 497.889 599.222 616.880 630.366 677.122 713.999
Aki (x108 s-1)
0.621
0.155
0.0802
0.0772
0.0276
0.0220
0.0601
0.0760
σ (%)
7.7
13.8
11.6
6.8
10.4
10.1
9.0
6.8
Figura 1: Dispositivo experimental con la fuente de plasma y canales de diagnosis
interferométrica y espectroscópica
600
Intensidad (u.a.)
500
400
300
200
100
0
712.0
713.0
714.0
715.0
716.0
717.0
longitud de onda (nm)
Figura 2: Espectro registrado con resolución temporal de 5 µs, correspondiente al instante
t=130 µs de la vida del plasma, en el que aparecen las líneas 713.999 nm y 715.681
nm del Kr II
30000
T(K)
25000
20000
15000
10000
0
20
40
60
80
100
120
140
tiempo de la vida del plasma (microsegundos)
Figura 3: Evolución de la temperatura obtenida mediante Boltzman-plots.
0.10
Aki (x108 s-1)
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0
20
40
60
80
100
120
tiempo de la vida del plasma (microsegundos)
140
Figura 4: Valores de Aki para la línea 713.999 nm del Kr II en los diferentes instantes de la
vida del plasma y su valor promedio (desviación < 7%)
Bibliografía
[1]
F. Rodríguez, J.A. Aparicio, A. de Castro, J.A. del Val, V.R. González, and S. Mar,
Astronomy & Astrophysics 372 (2001) 338
[2]
J.A. del Val, S. Mar, M.A. Gigosos, I. de la Rosa, C. Pérez, and V. González, Jpn. J.
Appl. Phys. 37 (1998) 4177
Agradecimientos a Santiago González por su colaboración en la puesta a punto del
dispositivo experimental, a la DGICYT por la subvención al proyecto No. BFM2002-01002,
y a la Consejería de Educación y Cultura de la Junta de Castilla y León VA130/02.