Cuando un átomo es impactado por un electrón de alta energía, parte de la energía del electrón puede transferirse a los electrones del átomo, provocando que se exciten o incluso se ionicen (expulsados del átomo). La energía necesaria para ionizar un átomo se conoce como energía de ionización.
La energía de ionización de un átomo depende de varios factores, incluida la energía del electrón incidente y la cantidad de electrones en el átomo. Para átomos simples, como el hidrógeno, la energía de ionización se puede calcular con relativa facilidad. Sin embargo, para átomos más complejos, como aquellos con muchos electrones, los cálculos se vuelven mucho más difíciles.
El nuevo enfoque desarrollado por los científicos utiliza una técnica llamada "teoría funcional de la densidad" (DFT). DFT es un método de mecánica cuántica que se puede utilizar para calcular las propiedades de átomos, moléculas y sólidos. Los científicos utilizaron DFT para calcular las energías de ionización de varios átomos, incluidos el hidrógeno, el helio y el litio.
Los científicos descubrieron que su nuevo enfoque podía predecir las energías de ionización de los átomos con mucha mayor precisión que los métodos anteriores. Esto se debe a que la DFT tiene en cuenta las interacciones entre todos los electrones del átomo, lo cual es importante para calcular con precisión la energía de ionización.
El nuevo enfoque podría conducir a predicciones más precisas sobre cómo se comportan los átomos en una variedad de entornos, incluidos los que se encuentran en plasmas y reactores de fusión. Esto podría ser importante para diseñar nuevos materiales y dispositivos que puedan soportar las duras condiciones que se encuentran en estos entornos.
Además de sus posibles aplicaciones en la física del plasma y la investigación de la fusión, el nuevo enfoque también podría utilizarse para estudiar las propiedades de los átomos y las moléculas en otros campos, como la química, la biología y la ciencia de los materiales.
