Modelling of multi-electronic processes occurring during atomic collisions - Laboratoire de Chimie Physique-Matière et Rayonnement Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Modelling of multi-electronic processes occurring during atomic collisions

Modélisation de processus multiélectroniques au cours de collisions atomiques

Résumé

In this thesis, we apply a non-perturbative semiclassical approach to describe the multi-electron processes occurring in non-relativistic ion-atom collisions. The treatment is semiclassical in the sense that the relative target-projectile motion is classically described by uniform rectilinear trajectories. In contrast, the electronic dynamics is treated in a quantum manner, by solving the time-dependent Schrödinger equation (TDSE) in a non-perturbative way. In our team, several codes have been developed to solve the TDSE. Their use has been strongly focused on taking into account a very large number of channels and all the couplings between them. These codes correspond to several thousand lines written in Fortran and can be applied to many collision systems. They are also the only ones that can handle collision systems with up to almost four active electrons. In the course of this work, we have studied several collision systems with respect to certain plasma diagnostic requirements (Li2+ - H collision) and in relation to very recent experimental investigations (C4+, O6+, F 7+-He heliumoid ion collisions and C3+-He collisions). In parallel, we have developed a code for constructing the electronic states to be included in the collision code, as this preliminary step is extremely important to describe the systems considered as well as to optimise the calculations, which are extremely CPU and memory intensive.
Dans le cadre de cette thèse, nous appliquons une approche semiclassique non perturbative pour décrire les processus multi-électroniques se produisant lors de collisions ion-atome non-relativistes. Le traitement est semiclassique dans la mesure où le mouvement relatif cible-projectile est décrit classiquement par des trajectoires rectilignes uniformes. En revanche, la dynamique électronique est traitée de manière quantique, en résolvant de manière non perturbative l’équation de Schrödinger dépendant du temps (TDSE). Dans notre équipe, plusieurs codes ont été développés pour résoudre la TDSE. Leur utilisation a été fortement axée sur la prise en compte d’un très grand nombre de canaux ainsi que de tous les couplages entre ces derniers. Ces codes correspondent à plusieurs milliers de lignes écrites en Fortran et peuvent être appliqués pour de nombreux systèmes de collisions. Ils sont également les seuls à pouvoir traiter des systèmes de collisions jusqu’à quasi quatre électrons actifs. Au cours de ce travail, nous avons étudié plusieurs systèmes de collision au regard de certains besoins en diagnostic de plasma (collision Li2+ - H) et en relation avec des investigations expérimentales très récentes (collisions ions héliumoïdes C4+, O6+, F7+ - He et collisions C3+ - He). En parallèle, nous avons développé un code permettant de construire les états électroniques à inclure dans le code de collision, car cette étape préalable est extrêmement importante pour décrire au mieux les systèmes considérés mais aussi pour optimiser les calculs qui sont extrêmement consommateurs en CPU et en mémoire.
Fichier principal
Vignette du fichier
PASSALIDIS_Stylianos_these_2022.pdf (4.68 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03622169 , version 1 (28-03-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03622169 , version 1

Citer

Stylianos Passalidis. Modelling of multi-electronic processes occurring during atomic collisions. Chemical Physics [physics.chem-ph]. Sorbonne Université, 2022. English. ⟨NNT : 2022SORUS017⟩. ⟨tel-03622169⟩
148 Consultations
72 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More