Magyar Tudományos Akadémia
Atommagkutató Intézet

Atomi Ütközések Laboratóriuma

A nagy energiákon lejátszódó részecske- és magfizikai folyamatok energiaszintje alatt, mindennapos környezetünk főszereplői az atomok és a molekulák. Ezek határozzák meg az anyagok fizikai és kémiai tulajdonságait, és a kölcsönhatásaik az okozói számos látványos és alapvető fontosságú jelenségnek is, mint a nap látható sugárzása, a sarki fény, az üstökösök fotonemissziója, részecskék nyomvonalainak megjelenése ködkamrákban, a természetes és mesterséges plazmák sugárzása, vagy akár az élő szervezetek sugárkárosodása.

Ezeknél a jelenségeknél az atomok vagy molekulák elektronfelhőjében történik a változás, ami az atomfizika alapvető tárgyköre.  Az atomfizikai folyamatokat régóta tanulmányozzák, és ebből igen gazdag tudás gyűlt össze, de még így is vannak olyanok, amelyekről nem tudunk megbízható leírást adni. Különösen igaz ez a molekulák esetében, amelyek sokkal bonyolultabb leírást igényelnek, azonban az alkalmazások szempontjából még nagyobb jelentőségűek.

 

Az Atomi Ütközések Laboratóriumában több évtizede vizsgáljuk az atomokban és molekulákban ion- vagy fotonütközések hatására lezajló folyamatokat. A vizsgálatok eszközrendszere a magfizika eszköztárából fejlődött ki. Az itt szokásos gyorsítókat és berendezéseket használjuk ion- illetve fotonnyalábok létrehozására. Széles bombázóenergia-tartományban - néhány száz elektronvolttól néhány megaelektronvoltig - vizsgáljuk az ütközéseket. A lövedék hatására kilépő töltött részecskéket (ionokat és elektronokat) elektrosztatikus, repülési idő illetve koincidencia spektrométerekkel észleljük és mérjük. Szinte mindegyik rendszerünket magunk terveztük és kiviteleztük.

A következő alapvető folyamatokat vizsgáljuk: elektronok kilökődése az ütközési rendszerből (ionizáció), magasabb energiájú állapotba való gerjesztés, elektronbefogás a céltárgyból a lövedékre, molekulák szétesése. Az atomi és molekuláris ütközési folyamatokra, elsősorban az általunk vizsgáltakra, elméleti leírást is adunk; mind a kváziklasszikus, mind a kvantummechanikai módszerek szintjén tárgyaljuk őket. Az utóbbi években az atomok, molekulák szintjénél összetettebb mezoszkopikus rendszereket is vizsgálunk: ionok áthaladását tanulmányozzuk szigetelő nanocsövecskékben, valamint polimerek sugárkárosodását, összevetve a monomer molekulákéval.