El análisis de plasmas astrofísicos es vital en la búsqueda para aprender sobre algunos de los objetos y eventos más poderosos y misteriosos del Universo, como coronas y vientos estelares, variables cataclísmicas, binarios de rayos X que contienen estrellas de neutrones y agujeros negros, remanentes de supernovas o flujos de salida. en núcleos galácticos activos. El éxito de dicha investigación conducirá a futuros observatorios astrofísicos de rayos X que permitirán a los científicos acceder a técnicas que actualmente no están disponibles para la astronomía de rayos X. Un requisito clave para la interpretación precisa de los espectros de rayos X de alta resolución es el conocimiento preciso de las energías de transición.

Un nuevo artículo publicado en EPJ D escrito por J. Stierhof, del Dr. Karl Remeis-Observatory and Erlangen Center for Astroparticle Physics of Friedrich-Alexander-Universt Erlangen-Nürnberg, Bamberg, Germany, y los coautores utilizan una configuración experimental recientemente introducida en la instalación de sincrotrón BESSY II para proporcionar referencias de calibración precisas en el régimen de rayos X blandos de gases de neón, dióxido de carbono y hexafluoruro de azufre.

"En muchos campos de investigación que involucran rayos X o cualquier longitud de onda de luz, se obtienen conocimientos comparando mediciones de longitudes de onda de línea de emisión o absorción con valores conocidos de transiciones en varios elementos. Puede ocurrir un cambio de la longitud de onda observada con respecto a la conocida. debido a la velocidad del emisor o del absorbente", dice Stierhof. "Nuestro trabajo demuestra una configuración para medir las energías de transición de los gases simultáneamente con transiciones conocidas en iones altamente cargados que tienen solo dos electrones restantes que se conocen con precisión a partir de cálculos teóricos".

Los rayos X monocromáticos de una línea de luz de sincrotrón pasan a través de una trampa de iones de haz de electrones (EBIT), donde interactúan con el plasma de baja densidad producido y atrapado dentro de la EBIT y luego ingresan a una celda de fotoionización de gas que contiene los átomos o moléculas bajo investigación. La emisión de fluorescencia de los iones en el EBIT proporciona la base para la calibración absoluta de la escala de energía del monocromador en el experimento.

En el artículo, los autores encontraron resultados para la transición energética en la capa k de dióxido de carbono que concuerdan bien con hallazgos anteriores. Los resultados en las transiciones demostradas por el hexafluoruro de azufre mostraron que los experimentos anteriores tienen un cambio de alrededor de 0,5 eV, más del doble de la incertidumbre declarada.

El equipo concluye que, en principio, la incertidumbre estadística permite calibraciones en el rango deseado de 1 a 10 meV, con contribuciones sistemáticas que actualmente limitan la incertidumbre a alrededor de 40 a 100 meV.

"Nuestra configuración propuesta proporciona una calibración absoluta para el haz de rayos X, pero descubrimos que la incertidumbre total está dominada por los cambios relativos del haz", concluyó Stierhof. "Proporcionar una configuración adicional para medir estos cambios relativos nos acercará al límite de resolución de 10 meV". + Explora más

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