UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS TESIS DOCTORAL MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR PRESENTADA POR Manuel Antonio Martín Vicente Madrid, 2015 © Manuel Antonio Martín Vicente, 1984 Vidas medias de niveles del potasio neutro y del ionizado Departamento de Física Fundamental Manuel Antonio Martin Vicente - p iiiiiiiiiii 5 3 0 9 8 6 7 2 9 5 * UNIVERSIDAD COMPLUTENSE ' > h - 0 ? ) i M P 2 ^ Z VIDAS MEDIAS DE NIVELES DEL POTASIO NEUTRO Y DEL lONI/ADO Departamento de Fis ica Fundamental Facultad de Cicnclas Fislcas Universidnd Complutense de Madrid 1984 liiiilïÜ ï i S I j I B L î O T Ë C A Colecciôn Tests Doctorales. NS 199/84 Manuel Martin Vicente Edita e imprime la Editorial de la Universidad Complutense de Madrid. Servicio de Reprograffa Noviciado, 3 Madrid- 8 M a d r id , I984 Xerox 9200 XB 48O Dep6sito Legal: M-p,o'’0 6 -1 9 8 4 UNIVERSIDAÜ COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS VIDAS MEDIAS DE NIVELES DEL POTASIO NEUTRO Y DEL lONIZADO M em oria q u e , p ara op ta r al grade de Doctor en Cicncias F is ic a s , p ré se n ta MANUEL ANTONIO MARTIN VICENTE Director ; JOSE CAMPOS GUTIERREZ C atedrd tico de F îs ica A tdm ica E xperim ental M adrid . 1982 E l p r e s e n te t r a b a j o ha a ld o r e a l l z a d o en su t o t a l i d a d en l o s l a b o r ^ t o r i 09 de P f s i c a A tdm ica y M o le c u la r de l a D iv ls id n de I n v e s t ig a c id n -Ba- s i c a de l a J u n ta de E n e rg fa N u c le a r . P a r a su r e a l i z a c i d n he c o n ta d o con l a in e s t im a b le c o la b o r a c id n de - mi e s p o s a y l a co m p ren sid n de m is h i j a s , e l i n t e r e s y c o m p e te n c ia de don V ice n te Unamuno y de l o s i n t é g r a n t e s d e l t a l l e r m eednico de l a D iv is id n , l a p e r f e c t a p r o f e s io n a l id a d de l o s com ponente s d e l e s tu d io de d e l in e a — c id n , en c ab e za d o p o r don Ju a n A g u lld , l a e x c e le n te f a c t u r a m e c a n o g ra f ic a y d i s p o s i c id n de l a S r t a . E n c a rn a c id n R edondo, p o r no c i t a r s in o l a s c o - o p e ra c io n e s m&a d e s ta c a d a s , y , fu n d a m e n ta lm e n te , con l a e x c e le n te d i r e c - c id n d e l D r. J o s d Campos y l a s s u g e r e n c ia s y c o m e n ta r io s de l a D ra . Mon^ s e r r â t O r t i z . A to d o s e l l o s m a n i f ie s to mi m ayor a g r a d e c im ie n to . INDICE P ag in a 1. GENERAI,IDADBS ................................................................................................. .. 1 1.1 I n t r o d u c c i d n ..................................... 2 1 .2 M ^todos de m edida de v id a s m éd ias ........................ 3 1 .3 E x c i ta e i6 n p o r im p u lao s e le c tr< 5 n ic o s de b a ja e n e r ­ g f a y m ^todo de c o in c id e n c ia s d i f e r i d a s . . . . . . . . . . . . 16 1 .4 E l p ro b lem a de l a s c o l i s i o n e s ........................... 38 1 .3 E l p rob lem a de l a a u to a b s o r c i< 5 n .................................. 47 1 .6 E l p ro b lem a de l a s c a s c a d e s ................................ 51 1 .7 Los m e ta le s a l c a l i n o s ..................... 64 2 . SISTEMA EXPERIÈIENTAI ....................................................................... 71 2 .1 E l c on ju n t o . La cam era . Vacfo ................................................ 72 2 .2 E l s u b s is te m a e x c i t a d o r .................... 82 2 .3 E l s u b s is te m a « S p t ic o ................. 86 2 .4 E l s u b s is te m a e l e c t r d n i c o ............... SB 3 . EL ESPEGTRO DEL POTASIO ...................................................... .. 95 3 .1 O rig en d e l e s p e c t r e . D iagram s de n iv e l e s de e n e r g fa . 96 3 .2 E l e s p e c t r o en l a b i b l i o g r a f f a . E s t r u c t u r a s f i n a s . . 106 3 .3 Bombardeo e l e c t r d n i c o . D is p o s i t iv e de r e g i s t r e . Ca- l ib r a c i( 5 n ........................ 108 4 . MEDIDAS DE VIDAS MEDIAS HEALIZADAS ............................................... 118 4 .1 M edidas p r e v i a s . S o d io , c e s io y a r g o n ............... .......... 119 4 .2 P o ta s io n e u t r e .................................. 124 4 .3 P o ta s io io n iz a d o .................. ............................................... 138 5 . CALCÜLO TEORICO DE VIDAS MEDIAS...............- ........................................ 150 5 .1 I n te r a c c i d n de campos y a c o p la m ie n to de mementos a n g u la r e s ................... 151 5 .2 C a lc u le ap roxim ado de p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i d n y v id a s m éd ias .......................... 154 5. 3 R e s u lta d o s o b te n id o s .................. 160 Pag ing 5 .4 In teracc i< 5n de c o n f ig u r a c lo n e s .......................................... 162 5 . 5 P r e c is ! 6 n de l o s c a lc u lo s ........................ 164 6. DISCÜSION........................................ 165 6.1 ZMtodo de m e d i d a ............................. 166 6 .2 Ii^todo de c a lc u lo ............................................................... 167 6 . 3 R e su lta d o s en e l p o ta s io n e u tro ........................ 168 6 .4 R e su lta d o s en e l p o ta s io io n iz a d o ...................... 183 BIBLIOGHAPIA .............................................................................................................. 186 CONCLUSlONES .......................................................................................................... 207 APENDICE I ............................................................................................ 210 Esquem as de a c c e so y c o n t r o l de l o s p rogram as de c a lc u ­ lo de p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i 6n y v id a s m é d ia s . APENDICE I I ..................................................................................... 215 P ro b a b i l id a d e s de t r a n s i c i 6 n y v id a s m éd ias c a lc u la d a s . APENDICE I I I .............................................................................................................. 296 C a lc u lo de v id a s m éd ias con c o n s id e r a c iô n de l a s t r a n - s i c io n e s in d u c id a s p o r l a r a d ia c l6 n té rm ic a . APEtTDICE I V .............................. 302 P u r i f i c a c id n de m e ta le s a l c a l i n o s p o r d e s t i l a c i d n mo­ l e c u l a r . APENDICE V .............................................................................. 309 I n te n s id a d e s c o r r e g id a s de l a s I f n e a s de l o s e s p e c tr o s Kl y K II . CAPITULO 1 GENBHALICADES - 2 - 1.1 INTRODUCCION EL co n c ep to de v id a m edia de un e a ta d o a td m ic o , a s f como e l de p r o ba­ b i l id a d de t r a n s i c id n e n t r e e s t a d o s , fu e fo n n u lad o p o r E in s te in en 1916 - ( l ) , c o n s id e ra n d o l a a n a lo g f a e n t r e l a d e s e x c i ta c id n r a d i a t i v a espon tA nea de un atomo en t a l e a ta d o y l a d e s in te g r a o id n r a d i a c t i v a de un is d to p o i n - e s t a b l e . A sf , s i d e f in im o s  ^̂ como l a p r o b a b i l id a d , p o r u n id ad de tie m p o , de que un atomo e x c i ta d o en su e s ta d o j e x p e r im e n ts una t r a n s i c i d n a un es. tad o i de m enor e n e r g fa , e l nifmero de t a i e s d e s e x c i ta c io n e s que te n d rë n - l u g a r en l a u n id a d de tiem po en una m u e s tra de âtom os que se e n c u e n tre n en e l e s ta d o j serA y , s i co n s id eram o s l a p o s ib i l id a d de v a r i a s - t r a n s i c i o n e s e s p o n tâ n e a s desde un mismo e s ta d o h a s ta e s ta d o s i n f e r i o r s s d i f e r e n t e s : dN. i i cuya in te g r a c id n conduce a : R j ( t ) = Nj (0 ) e ' f ^ j i ^ [ 2 ] e x p re s id n que s i r v e de b ase a l a d e f in i c id n d e l c c n c e p to de v id a m edia r a ­ d i a t i v a p o r em is id n esp o n t& ie a d e l e s ta d o J como e l p e rfo d o de tiem po en - que su p o b la c id n se re d u c e a l / e de su v a lo r o r i g i n a l ; e s to e s t ■ 1“ ̂j ̂Ç ^Ji ̂ ^ sim b o liz an d o p o r 7^ a l a v id a m edia d e l e s ta d o j , que hemos c a l i f i c a d o an t e s de " r a d i a t i v a ” y a c o ta d o " p o r e m is id n e sp o n ta n e a " p a ra e x c l u i r l o s - e f e c to s de l a em is id n y a b s o rc id n in d u c id o s , c o n c e p to s tam b i^n d eb id o s a - E in s te in y que sd lo a d q u ie re n r e le v a n c ia en p r e s e n c ia de campos muy i n t e n ­ se s (como l o s c re a d o s p o r e f e c to l a s e r ) y so s la y a n d o , en a r a s de l a c l a r i - dad de l a d e f in i c id n , o t r a s v f a s de d e s e x c i ta c id n d e l 4tom o. La a m p lia c id n d e l concep to de d e s e x c i ta c id n a td m ic a de E in s te in fu d d e s a r r o l la d o p o r - S te m y Volmer en 1919 ( 2 ) , l le g d n d o s e a l a e x p re s id n g e n e r a l s ig u i e n te pa r a l a e v o lu c id n tem p o ra l de l a p o b la c id n de un e s ta d o e x c i ta d o j de l o s - dtom os de un g as id e a l en a u s e n c ia de campos e x te m o s ( 3 ) s d N . N . ( t ) — ^ - - J N / t ) N ) o f r e c e y a u n a a te n o itfn muy d e te n id a a l a s p o s ib l e s cau ­ s a s de e r r o r , pud iendo a s f d e c i r s e que in a u g u ra una nue va e r a en e l tem a - c a r a c t e r i z a d a p o r l a s e g u r id a d , p ese a l o c u a l en l a r e c o p i l a c id n de A nder son de 1971 (1 6 ) to d a v f a se o b se rv a n d is c r e p a n c la s en l o s r e s u l t a d o s . Des­ de e n to n c e s , e l d e s a r r o l l o de a lg u n o s m tftodos, como l o s que em plean una - f u e n te l a s e r como a g e n te e x c i t a d o r y l o s de i n t e r a c c i d n de h az de io n e s -h o j a de c a rb o n o , ha im p u e s to e l s u r g im ie n to de r e c o p i l a c io n e s e s p e c i a l i z a d a s so b re e s t a s t é c n i c a s ( 1 9 ,2 0 ) . 1 .2 METODOS DE m PIDA DE VIDAS MEDIAS l o s p r im e ro s p r o c e d im ie n to s , m^s o menos d i r e c t o s , em pleados p a ra l a m edida de v id a s m éd ias de e s ta d o s a td m ic o s (2 1 ) , como e l d e l d e c re c im ie n to e s p a c ia l de l a e m is id n lu m in o sa de un h az de r a y o s p o s i t i v o s en e l v a c fo - (W ien) o de dtom os de un v ap o r en f l u j o t r a s e x c i t a c i d n con lu z r é s o n a n ts (Wood y R a y le ig h , J r . ) , o e l d e l ancho n a t u r a l de l a s I f n e a s e s p e o t r a l e s - de a b s o rc id n ( K r a v e t s ) , t r o p e z a r o n con l im i t a c io n e s e x p é r im e n ta le s que re j[ t r i n g f a n su a p l i c a c i d n a l a o b te n c id n de v id a s m éd ias r e la t iv a m e n te l a r g a s o c o r r e s p o n d ie n te s a t r a n s i c i o n e s r é s o n a n te s b ie n d e f in i d a s en e l e s p e c t r o . Ha s id o p r é c i s a l a a d o p e id n m a s iv a de m ed ios e l e c t r d n i c o s p a r a p o d e r a c c é ­ d e r a l am p lio ra n g o de n i v e l e s y v id a s m éd ias que hoy se e s tu d i a experim en ta im e n te , h a c ie n d o u so de t d c n i c a s , en g ra n p a r t e p ro c é d a n te s de l a f f s i c a n u c l e a r , que * s i b ie n d e s a r r o l l a d a s en su m ay o rfa p a r a e l e s tu d io de g ? s e s , pueden a d a p ta r s e con f a c i l i d a d a l a m edida en f a s e s co n d e n sa d as . Las t ^ c n i c a s d i s p o n ib le s en e l momento a c tu a l son muy v a r ia d a s y , p o r e l l o , d i f f c i l e s de c l a s i f i c a r . Di e s t e t r a b a j o se a d o p ta râ e l s is te m a de - c l a s i f i c a c i d n de Im hof y Read (2 2 ) y a q u e , aunque como verem os en r e p e t i ­ d es o c a e io n e s , d i s t a n c i a m étodos a f i n e s y d e ja s i n l u g a r a o t r o s m ^todos - n uevos q u e , a v e c e s , p a r t i c i p a n de v a r i a s t M onicas m£s a c r i s o l a d a s , perm i­ t s e s t a b l e c e r c i e r t o o rd en en su e x p o s ic id n . E l s is te m a de c l a s i f i c a c i d n de Im hof y Read d i s t i n g u e , en p r im e ra - a p ro x im a c id n , l o s m dtodos que c o n s id é r a c a r a c t e r i z a d o s p o r e l p ro c e d im ie n - to de e x c i t a c id n de l o s d tom os de l o s que t i e n e n en comdn e l e s tu d io de - l a s i n t e r f e r e n c i a s e n t r e l o s n i v e l e s e x c i t a d o s , y ambos de a q u d l lo s en que e l s e g u im ie n to de l a p o b la c id n de un e s ta d o s e l l e v a a cabo p o r l a d e te c - c id n de s u c e s o s en c o in c id e n c i a . P e r te n e c e n a l a p r im e ra c a te g o r f a l o s p ro c e d im ie n to s que em plean e l - bombardeo con h a c e s m odu lados de f o to n e s , e l e c t r o n e s o io n e s , como p ro c e d ^ m ien to de e x c i t a c i d n e n su s dos v e r s io n e s de m o d u lac id n p u ls a d a o s in u s o i ­ d a l , y l o s de p e r f o r a c id n de h o ja . A su v e z , l o s m dtodos c a r a c t e r i z a d o s p o r e x c i t a c id n p u ls a d a d i f i e r e n s u s ta n c ia lm e n te segdn l a m edida d e l d e c re c im ie n to de l a e m is id n de l a m u e s tra que s ig u e a l a a b r u p ta i n t e r r u p c id n de l a ex c i t a c i d n se h ag a p o r m u e s tre o de l a c u rv a de em is id n l ( t ) s u b s ig u ie n te y - p o s t e r i o r r e c o n s t ru e c id n ( 2 3 ) , p ro c e d im ie n to econdm ico y que p ro p o rc io n a un e lev a d o r i tm o de m edida con e m iso re s i n t e n s o s , o p o r d e te c c id n y acu m u la - c id n de f o to n e s i n d iv i d u a l s s c o r r e la c io n a d o s con e l tiem po t r a n s c u r r i d o d e £ de l a e x c i t a c i d n de l a m u e s tra ( 2 4 ,2 5 ) , cu y as v e n ta ja s p r i n c i p a l e s son l a r a l t a s e n s i b i l i d a d y p r e c i s id n te m p o ra l l i m i t ad a ta n s d lo p o r l a r e s o lu c id n d e l f o to m u l t i p l i c a d o r em p leado , m ie n tr a s que en l o s m dtodos de e x c i t a c i d n - m odulada s in u s o id a lm e n te (o segtln c u a lq u ie r o t r a f u n c id n p e r id d i c a ) l a v id a m edia d e l e s ta d o po b lad o p o r l a e x c i t a c i d n se puede d e d u c ir de l a m ed ida de l a d i f e r e n c i a de f a s e e n t r e l o s com ponentes fu n d a m e n ta le s de l a s ondas e x c ^ t a d o ra y e m it id a ( 2 6 ,2 ? ) , td c n ic a c a s i en d esu so e n e l momento p r é s e n te , o de l a m edida d e l g rad o de m o d u lac id n de l a e m is id n , o de ambas ( 2 8 ,2 9 ) . Tarn b id n se han d e s a r r o l l a d o a lg u n o s m dtodos m ix to s , como e l d e s c r i t o p o r Dor­ sey ( 30 ) , en que l a c o r r e l a c i d n de l a e x c i t a c i d n f l u c t u a n te a l a z a r de un - l a s e r de onda c o n t in u a con l a e m is id n de l a m u e s tra g e n e ra una c u rv a de de­ c re c im ie n to e q u iv a le n ts a l a p ro d u c id a en u n e x p é r im e n te de e x c i t a c id n p u l ­ sa d a . R é s u l ta tam bidn de i n t e r d s c i t a r a q u f e l m dtodo d e s a r r o l l a d o p o r - H ie f t j e ( 3 1 ) , basado en e l a n d l i s i s p o r r a d io f r e c u e n c i a $ d e l e s p e c t r o l ( t ) - de em is id n lu m in is c e n te e x c i ta d o p o r u n a f u e n te de onda c o n t in u a ( c o r e jem - p lo , un l a s e r ) f l u c t u a n t e , d ed u c ie n d o l a v id a m ed ia d e l e s ta d o e x c i ta d o de su e f e c to de f i l t r o de p a y a - b a ja , que d é te rm in a u n a f r e c u e n c ia de c o r te de l a s f l u c t u a c i o n e s . De l o s m dtodos que se a c ab a n de c l a s i f i c a r , e l mds d i r e c t e e s , p ro b a - b le m e n te , e l c o n s i s t e n t e en e x c i t a r l a p o b la c id n de un e s ta d o , d e te n e r - a b ru p ta m en te l a e x c i t a c id n y o b s e rv a r su d e s p o b la c id n , y a q u e , de l a com bi- n a c id n de l a s e c u a c io n e s [2J y [ 3I se deduce î N j ( t ) = N j ( 0 ) e " ^ / ^ j [73 H asta l o s p r im e ro s an o s de l a ddcada de l o s 50 no e r a p o s ib l e , s in em­ b a rg o , r e a l i z a r e s t a s t r è s o p e ra c io n e s s in o p a ra e l e s ta d o 2^P d e l Hg ( 3 2 ) , - 7 - d eb id o a l a im p o s ib i l ld a d de o b te n e r f u e n te a e ilb ita m e n te c o la p s a b le s de i n te n s id a d s u f i c i e n t e p a ra p e r m i t i r su d e te c c id n y d e t e c to r e s r a p id e s que - p ro d u je ra n u n a a e n a l s u f ic ie n te m e n te in t e n s e p a ra su r e g i s t r e , ju n to a l a a u s e n c ia de td c n ic a s de r e g i s t r e con l o s tie m p o s de r e s p u e s ta n e c e s e r i e s . E s to s in c o n v é n ie n ts s e s td n , en l a a c tu a l id a d , s u p e ra d o s . La d i s p o n i b i l id a d de l a s e r s s de c o lo r a n te de l o n g i tu d dm onda v a r ia b le h a su p u e s to un avance t r a s c e n d e n ta l en l a e x c i t a c i d n f o td n ic a (9 7 ) y a q u e , con l a s f u e n te s lu m in o sa a o r d i n a r i e s ( id m p a ra s de c d to d o hueco o de d e a c a r - ga ( 9 6 ) ) , l a in c e r t id u m b re de l a a u to a b s o r c id n y e l muy pequeno ntîmero de - e s ta d o s e x c i ta d o s en c a d a p u ls e s i se in te r p o n e l a b a ja t r a n s m is id n de una c d l u l a de K e r r , b acen poco u t i l e s t a t d c n ic a ( 4 9 ) . Ademds, e s t a f u e n te de - e x c i t a c i d n p r e s e n t s v i r t u d e s e s p e c f f i c a s , como e s su pequeno ancho de banda e s p e c t r a l ( c 10"^ nm ), que p e rm its e x c i t a r s e le c t iv a m e n te ( 9 2 ) n i v e l e s muy p u ro s ( e s t a c i r c u n s t a n c i a , ju n to a l a f e l i z c a s u a l id a d de que l a s e n e r g fa s que s e p a ra n l o s n i v e l e s de l o s co m p le jo s e s p e c t r o s de l o s e le m e n to s mds p e - sa d o s c o rre sp o n d en a l a s lo n g i tu d e s de onda p ro p o rc io n a b le s d ir e c ta m e n te - p o r e s t o s l a s e r s s , e o n v ie r te a l a t d c n ic a en muy u t i l i z a d a en l a m edida de v id a s m éd ias de e s t o s e le m e n to s ) . La e x c i t a c i d n l a s e r p u ls a d a (3 5 ) puede u t i l i z a r s e en m o n ta je s oonven- c i o n a l e s de c o in c id e n c i a s r e ta r d a d a s ( 3 4 ) , u t i l i z a n d o I d s e r e r de im p u lse s o i d s e r e s de onda c o n t in u a p u ls a d a e x te r io r m e n te ( 5 5 ) , so b re dtom os n e u t r e s - en c u a lq u ie r e s ta d o de a g r e g a c id n , a s f como so b re h a c e s id n ic o s ( 3 5 ) . Se - puede a p l i c a r a m ed idas en e le m e n to s de p r e s id n de v ap o r muy b a ja ( 3 6 ) . Y, como a p l i c a c i d n mds am p llam en te d i f u n d id a en l o s d lüm os a n o s , p e im ite r e a l i^ z a r e x c i t a c i o n e s s e l e c t ! v a s en dos e t a p a s , u t i l i z a n d o en l a p r im e ra e x c i t a ­ c id n un l a s e r p u lsa d o ( 3 7 - 4 3 ) , un l a s e r de onda c o n t in u a ( 4 0 ) , una la m p a ra r é s o n a n te ( 4 4 , 4 5 ) , una l& n p ara de r a d io f r e c u e n c l a (4 6 ) o una d e s c a rg a ( 4 I - 4 3 ) . Ademds, l o s I d s e r e s de c o lo r a n te p u ls a d o s son c a p a c e s de p r o p o rc lo n a r p u ls o s de e x c i t a c i d n muy e s t r e c h o s , a l a v ez que p o te n t e s , p e rm itie n d o l a - m edida de v id a s m éd ias muy c o r t a s , i n f e r i o r s s a l nanosegundo ( 4 7 ) . P o r d l t i^ mo, e s p o s ib le e s t u d i a r n i v e l e s no r é s o n a n te s e x c ita n d o con im p u lso s l a s e r in t e n s o s un n iv a l r é s o n a n ts s u p e r io r , d e sd e e l que se p u eb lan l o s n i v e l e s - de i n t e r d s p o r s u p e r r a d i a n c i a ( 4 9 ,5 0 ) . En o t r a td c n ic a , r e c ie n te m e n te d é s a r r o i ! a d a ( i l ) , se e x c i t a e l dtomo - con un l a s e r p u lsa d o h a s t a e l e s ta d o de i n t e r d s , d esd e donde se f o to io n iz a con o t r o l a s e r , asim ism o p u ls a d o , o b te n id n d o se l a v id a m edia d e l n iv e l de - l a c o r re s p o n d e n c ia de l a c o r r i e n t e id n ic a p ro d u c id a p o r l a f o to io n iz a c id n en fu n c id n d e l tiem po t r a n s c u r r id o e n t r e ambos p u ls o s l a s e r , d e l que d epen d e r d , n a tu ra lm e n te , l a p o b la c id n d e l n iv e l e x c i ta d o p o r e l p r im e r p u ls o en e l momento de r e c i b i r e l segundo . O tro t i p o de fu e n te f o td n ic a que se ha re v e la d o e s p e c ia lm e n te l î t i l p ^ r a l a e x c i ta c id n de dtom os en l o s l î l t im o s anos e s l a que u t i l i z e l a r a d i a - c id n e m it id a p o r l o s e l e c t r o n e s , de v e lo c id a d com parab le a l a de l a l u z , - co n f in a d o s en l a s d r b i t a s c i r c u l a r e s de l o s s in c r o t r o n e s y su s a n i l l o s de a lm acen am ien to , p re f ir id n d o s e * l a r a d ia c id n de e s to s d lt im o s p o r s e r mds in te n s a y a s t a b l e que l a de l o s p ro p io s a c e l e r a d o r e s . E s ta r a d ia c id n e s muy i n t e n s e , c o n t in u a y de am plio ran g o e s p e c t r a l , e x te n d id n d o se desde e l i n - f r a r r o j o h a s ta l o s ra y o s I b la n d o s . Es muy d i r e c c i o n a l , p o la r i z a d a y e m it^ da en un v ac fo muy e le v a d o , lo que l a hace muy ad ecu ad a p a ra e s t u d i a r t r a n s ic io n e s s i t u a d a s en e l TTV de v a c fo . En c o n ju n c id n con td c n ic a s de d e s p la - zam ien to de f a s e o m ix te s de c o in c id e n c ia s r e ta r d a d a s y a q u d l la s c o n s t i t u - ye e l s is te m a id e a l p a ra l a m edida de v id a s m éd ias muy c o r t a s , p o r d eb a j o d e l p ico seg u n d o ( 5 1 , 52 ) . En e l mdtodo de e x c i t a c i d n f o td n ic a m odulada l a s f u e n te s s u e le n s e r - l a s Id m p aras r é s o n a n te s c o r r e s p o n d ie n te s o I d s e r e s de onda c o n t in u a , e x t e r nam ente m odulados p o r a r t i f i e i o s e l e c t r o d p t i c o s , como l a s c d lu la s de K e rr o de P o c k e ls ( 5 3 ) , a c u s to d p t i c o s , como l a s r e d e s de d i f r a c c id n u l t r a s d n i - c a s ( 5 4 ) , o in c lu s e m e cd n ic o s , cuyo lîn ioo i n t e r d s a c tu a l e s , a p a r té su va­ l o r h i s t d r i c o , su em pleo en l a zona d e l UY de v a c fo . Tanto en e l ca so de l a e x c i ta c id n f o td n ic a p u lsa d a como de l a m odula­ d a , s i l a f r e c u e n c ia de m o du lac idn c o in c id e con l a que s é p a ra dos su b n iv e - l e s Zeeman d e l dtomo e x c i ta d o , l a cu rv a de c a fd a que se o b t ie n s e s td a su vez m odulada p o r l a r e s o n a n c ia que se e s ta b l e c e e n t r e e s to s s u b n iv e le s , lo que se é v i t a an u lan d o e l campo m agnd tico t e r r e s t r e m ed ian te un ju eg o de bo. b in a s de H elm holtz c e n tra d o en l a m u e s tra ( 5 6 ) . En form a a n a lo g s a l o e x p u e s to p a ra l a e x c i t a c id n f o td n ic a , tam bidn - l a e x c i ta c id n p o r e l e c t r o n e s puede l l e v a r s e a cabo m ed ian te h a c e s p u lsa d o s o m odulados s in u s o id a lm e n te ( 5 7 ) , y , adem ds, p o r d e s c a rg a e l d e t r i o a . P re n - t e a l a p r i n c i p a l v e n ta ja de l a e x c i t a c id n f o td n ic a , su s e l e c t ! v id a d , l a - e x c i t a c id n e l e c t r d n i c a p r é s e n ta l a s de su v e r s a t i l i d a d , y a q u e , a l s e r po­ s i b l e v a r i e r su e n e rg fa en un am plio ra n g o , puede e x c i t a r ta n to l o s e s t a - - 9 - dos d p tic a m e n te p e r m l t id o s como l o s p r o h ib id o s e io n x z a r a l tiem po que ex ­ c i t a r , a s f como su m ayor f a c i l i d a d de m o d u lac id n a a l t a s f r e c u e n c ia s . Sus d o s e r r o r e s s i s t e m d t lc o s mds im p o r ta n te s , d e r iv a d o s de su f a l t a de se lec tjL v id a d son l a a p a r i c id n de c a s c a d e s ( p o b la c id n i n d i r e c t a d e l e s ta d o de i n te . r d s p o r t r a n s i c i o n e s d esd e e s ta d o s s u p e r io r s s p o b la d o s p o r e l haz o l a d e £ c a rg a ) y l a m e zc la de I f n e a s . E l p r im e ro , que s e rd mas am p liam en te c o n s id £ ra d o en l a s e c c id n 1 .6 , p u ed e , en p r i n c i p i o , o b v ia r s e em pleando e l e c t r o n e s cuya e n e r g f a no s u p e rs a p e n as l a d e l e s ta d o que se d e se a p o b la r , y e l s e ­ gun d o , em pleando r e s o lu c io n e s e s p e c t r a l e s s u f i c i e n t e s . E l mdto.do de e x c i t £ c id n p u ls a d a y c o in c id e n c i a s r e t a r d a d a s e s a p l i c a b l e a l a d e te rm in a c id n de v id a s m é d ias e n e l ran g o d e l nanosegundo a l m ic ro se g u n d o , r e q u i r ie n d o p r e - c a u c io n e s e s p é c i a l e s cuando l a v id a m ed ia d e l e s ta d o de i n t e r d s excede de 1 yhs, y a que e n to n c e s l a v id a m ed ia e s com parab le a l tiem po que m ed ia en­ t r e l a s c o l i s i o n e s in te r a td m i c a s en l a m u e s tra y a l de e m ig ra c id n d e l d to ­ mo e x c i ta d o f u e r a de l a r e g id n de o b s e rv a c id n ( 5 8 ) . Examinemos a h o ra b revem en te l a s p e c u l i a r i d a d e s que p r e s e n ta n l o s mdto. d os de e x c i t a c i d n p o r e l e c t r o n e s seg d n e l ran g o de su e n e r g f a . L os m dtodos con e l e c t r o n e s de b a ja e n e rg fa (E "t 200eV) se em plean h a b ^ tu a lm e n te u t i l i z a n d o h a c e s p u ls a d o s y td c n ic a s de c o in c id e n c ia s p a r a e l - a n d l i s i s de l a e m is id n f l u o r e s c e n t e . Su p r im e ra r f s e n a d a ta de 1954 (5 9 ,6 0 ), s ie n d o de s a r r o l l ad a p o r Campos ( 6 l ) su v e r s id n m o d e m a, que se expone en - d é t a i l s en l a s e c c id n 1 .3 . L as td c n ic a s de m edida em p lead as en c o n ju n c id n con e s t o s p ro c e d im ie n to s de e x c i t a c i d n s u e le n s e r l a o b s e rv a c id n d i r e c t s - de l a c a f d a de l a in t e n s id a d f l u o r e s c e n te en o s c i io s c o p io rd p id o (6 2 ) y , - con m ayor f r e c u e n c i a , l a de c o in c id e n c i a s d i f e r i d a s con c o n ta je de f o to n e s i n d i v i d u a l e s , c o n v e r t id o r de tiem p o en a m p litu d y a n a l i z a d o r m u l t ic a n a l - ( 6 l ) , t a l como s e p r e s e n t s en l a s e c c id n 1 .3 . A lgunos a u t o r e s (6 3 -6 5 ,5 7 ) han em pleado h a c e s m odulados s in u s o id a lm e n t e y d e s p la z a m ie n to de f a s e ( 9 6 ) , p e ro e l m ayor in c o n v e n ie n te de e s t a td c ­ n i c a r a d i e s en l a im p o s ib i l id a d de o b te n e r a s f v id a s m éd ias a b s o l u t a s , y a que l o s d e s p la z a m ie n to s de f a s e han de m e d irse en r e l a c i d n a l o s o r i g i n a - d o s en t r a n s i c i o n e s c o n o c id a s . Los dos in c o n v é n ie n ts s p r i n c i p a l e s de l a e x c i t a c i d n con e l e c t r o n e s de b a ja e n e rg fa son l a s c a s c a d a s , y a m en cio n ad as y so b re l a s que se v o lv e rd - con m ayor d e t a i l s en l a s e c c id n 1 .6 , y l a i n s u f i c i e n t e s e n s i b i l i d a d p a r a - — 1 C— t r a b a ja r s im u lta n éam an te con l a r e s o lu c id n e s p e c t r à l n e c e s a r ia p a ra r e s o l - v e r i f n e a s de f r e c u e n c ia s muy p a r e c id a s y con l a s b a ja s p r e s i ones que e s - p r e c is o e m p lea r p a ra e l im in a r l a d e s e x c i ta c id n c o l i s i o n a l y e l a b r a p a - m ien to r é s o n a n ts , p ro b lem as que s e rd n c o n s id e ra d o s en l a s s e c c io n e s 1 .4 y 1.5» r e s p e c t iv a m e n te . La e x c i t a c id n m e d ian te h a c e s e l e c t r d n i c o s de e n e r g fa c o n t r o l ada con - p r e c i s i d n , cu y a s p r im e ra s r e s e n a s se deben a B e n n e tt y c o l . (1 3 ,6 6 ) puede o b v ia r e l p rob lem a de l a s c a s c a d a s , s i se a j u s t a l a e n e r g fa de l o s e l e c t r o , n é s a un v a lo r com prendido e n t r e l a d e l e s ta d o de i n t e r d s y l a d e l e s ta d o o r ig e n de l a c a sc a d a que p u e b la in d e se a b le m e n te a a q u d l , pud iendo l o g r a r s e una e x c i t a c id n s e l e c t i v a . S in em bargo, l a s b a ja s s e c c io n e s e f i c a c e s de ex­ c i t a c i d n a e s t a s e n e r g fa s (p o c o s eV) o b l ig a n a l d ise S o de caâo n es de e l e c ­ t r o n s s muy e s p é c i a l e s , como e l de B e n n e tt ( l 3 ) , con 20 cm de lo n g i tu d y re. c u b ie r to de d x id o . En g e n e r a l , l o s p ro b lem as que p r é s e n ta e l d is e n o de e s ­ to s ca n o n ss p a ra cad a c a so son én o rm es, y a q u e , p o r e je m p lo , e s muy l i m i t a do e l ndmero de dtom os que pueden e x e i t a r s e em pleando c d to d o s de d x id o s , - p o r su f d c i l en v en en am ien to . Aunque l a s s e c c io n e s e f i c a c e s de e x c i t a c id n de l o s e s ta d o s a td m ic o s - a lc a n z a n su s v a lo r e s mdximos p a ra una e n e rg fa de l o s e l e c t r o n e s s i t u a d a en t r e un v a lo r prdxim o a l a e n e rg fa d e l e s ta d o y a lg u n o s c e n te n a r e s de e l e c - t r o v o l t i o s m ds, e l product© de l a s e c c id n e f i c a z y l a c o r r i e n t e de e x c i t a ­ c id n se p r é s e n ta a e n e r g fa s mucho mds e l e v a d a s , d e b id o a l a s l im i ta c io n e s de c a rg a e s p a c ia l en l o s canones de e l e c t r o n e s ( 6 7 ) . P or e l l o , l a e x c i t a ­ c id n con e l e c t r o n e s de a l t a e n e r g fa ( v a r io s î'eV) se r é v é la como una td c n i ­ c a muy p o d e ro sa y a que , adem ds, l a e le v a d a in te n s id a d de l a f lu o r é s c e n c i a a s f p ro d u c id a p e rm its em p lea r r e s o lu c io n e s e s p e o t r a l e s muy a l t a s , e l im in a n do o re d u c ie n d o mucho l o s e r r o r e s s i s te m d t ic o s d e b id o s a m ezc la de I f n e a s , d e c re c im ie n to c o l i s i o n a l y a u to a b s o rc id n r é s o n a n te . Perm anece e l p rob lem a de l a s c a s c a d a s , d eb id o a l c a r d c t e r no s e l e c t i v o de l a e x c i t a c i d n , y e l l o hace mas adecuado e l mdtodo p a ra e l e s tu d io de m o ld c u la s , en que l a s r e ­ g l a s de s e le c c id n r o t a c i o n a l e s , l o s f a c t o r e s de P ranck-C ondon y e l m enor - ntîmero de e s ta d o s e l e c t r d n i c o s d ism in u y en c on s i de r a b l emen t e e l ntîmero de - t r a n s i c io n e s p o s ib l e s y , p o r t a n t o , l a s c a s c a d a s . Atîn a s f , e l mdtodo e s - muy v a l io s o en dtom os en que e l p rob lem a de l a s c a sc a d a s no s e a de mayor - im p o r ta n c ia y se puedan a n a l i z a r p o s ib l e s com ponentes de l a d ism in u c id n - te m p o ra l de l a p o b la c id n d e l e s ta d o en e s tu d io p o r l o s p ro c e d im ie n to s que — 11 — s e c o n a id e ra rd u en l a s s e c c io n e s 1 .3 y 1 .6 , e x t ra y e n d o , i n c l u s o , v a l i o s a - in fo rm a c id n so b re l o s n i v e l e s s u p e r i o r s s de lO s com ponentes de c a s c a d a . O tra v e n t a ja d e l mdtodo de e x c i t a c i d n p o r h a c e s e l e c t r d n i c o s de a l t a e n e r g fa e s l a p o s i b i l i d a d de e s t u d i a r e s ta d o s de io n e s de e le v a d a c a r g a , - que se p ro ducen con f a c i l i d a d en e l bombardeo de l a m u e s tra p o r l o s e l e c ­ t r o n s 3 . E l d ltim o g rupo de m dtodos c a r a c t e r i z a d o s p o r l a e x c i ta c id n e l e c t r d n i ca e s td c o n s t i tu f d o p o r l o s que em plean l a d e s c a rg a , b ie n p o r r a d io f r e c u e n c i a , s in e l e c t r o d e s , b ie n p u ls a d a en cd todo h u ec o . La p r in c i p a l v e n t a ja de e s t e s m dtodos so b re l o s y a e s tu d ia d o s c o n s i s t e en e v i t a r e l cd to d o c a l l en­ t e , s iem pre s u s c e p t i b le de r e a c c id n con l o s dtom os en e s tu d io . P re n te a e s t a v e n t a j a , l a e x c i t a c id n p o r d e s c a rg a p r é s e n ta e l in co n y e n ie n te de que en l a misma se p ro d u cen p la sm a s muy c a l i e n t e s , en que l a d is . t r i b u c id n de v e lo c id a d e s de e l e c t r o n e s e io n e s e s muy a m p lia , p ro d u c id n d o - se un g ra n niîmero de c o l i s io n e s y s ie n d o muy r a p id o e l e sc a p e de l a s e s p e - c i e s e x c i ta d a s d e l campo de o b s e rv a c id n , c a u s a s ambas que r e s t r i n g e n su - a p l i c a c id n a l a m edida de v id a s m éd ias c o r t a s . Ademds, l a s c a r a c t e r f s t i c a s d e l p lasm a son muy d e p e n d ie n te s de l a d e n s id a d d e l g a s , no cum plidndose l a d e p e n d en c ia l i n e a l de l a v id a m edia con e s t a d e n s id a d ( c i n d t i c a de S te r n - V o lm er), lo que in t r o d u c e g ra n in s e g u r id a d en l a e x t r a p o la c id n a p r e s id n - n u la de l a s m ed idas r e a l i z a d a s a l a s p r e s i ones e x p é r im e n ta le s . La e x c i t a c id n a td m ic a p o r im p ac to de p a r t f c u l a s no e s td r e s t r i n g i d a - a l im p ac to de e l e c t r o n e s , s in o que tam b id n e s p o s i b l e , y , en o c a s io n e s , ^ s e a b le u t i l i z e r o t r a s p a r t f c u l a s , fu n d am en ta lm en te p ro to n e s (6 8 ) p e ro tam­ b id n io n e s ( 6 9 ) . En p a r t i c u l a r , l a td c n ic a se ha r e v e la d o muy U t i l p a ra l a m edida de v id a s m éd ias de s d l id o s de p r e s id n de v ap o r muy b a ja bom bardean- do l o s b la n c o s ■s d l id o s con io n e s p e sa d o s de a l t a e n e r g fa [como l o s io n e s - A'*’ de 400 keV em pleados p o r Hamanujam en su s m ed idas de v id a s m éd ias d e l - u r a n io ( l2 ) J y o b se rv an d o l a lu z e m it id a p o r l a s p a r t f c u l a s a r r a n c a d a s d e l s d l id o se puede o b te n e r su e s p e c t r o y , p u lsa n d o e l haz i d n i c o , se pueden - m e d ir l a s v id a s m éd ias de su s e s ta d o s m ed ian te l a td c n ic a comdn de c o in c i ­ d e n c ia s d i f e r - i d a s e n t r e l a s e n a l de l a p u ls a c id n y l o s f o to n e s o b se rv a d o s . El lîltim o mdtodo de l o s c a r a c t e r i z a d o s p o r e l p ro c e d im ie n to de ex c ita^ c id n , segiîn l a c l a s i f i c a c i d n de Im hof y Bead ( 2 2 ) , e s e l de in t e r a c c id n de - 1 2 - haz de io n e s - h o ja de c a rb o n o . En d l , l o s io n e s d e> e n e rg fa (20 keV -400 MeV) p ro d u c id o s p o r un a c e l e r a d o r de van de G ra a f f son a n a l iz a d o s p o r un d e f le £ t o r m a g n d tic o , h ac id n d o se I n c i d i r l a f r a c c id n de i n t e r d s so b re una f i n a l £ m ina de c a rb d n , que a t r a v i e s a t r a s h a b e r s u f r id o una e le v a d a p ro p o rc id n de su s io n e s e x c i t a c i o n e s , e in c lu s o i c n i z a c i o n e s , cuya r e l a j a c i d n e s l a cau­ sa de l a e m is id n lu m in o sa d e l haz id n ic o em ergent e de l a h o ja . C onocida l a v e lo c id a d de l o s io n e s d e l h a z , l a v id a m edia de su e s ta d o e x c i ta d o puede o b te n e r s e d e l a n d l i s i s de l a c u rv a de d e s e x c i ta c id n l ( t ) p a ra una lo n g i tu d de onda d e te rm in a d a , que a q u f se c o rre sp o n d e con una fu n c id n X (x ), de l a - d i s t a n c i a e n t r e e l p u n to de o b s e rv a c id n y l a h o ja , o r ig e n de l a e x c i t a c id n (7 0 -7 2 ) . lias p r i n c i p a l e s v e n t a j a s d e l m dtodo c o n s is te n en l a p o s ib i l i d a d - de s e r a p i ic a d o a l e s tu d io de e s ta d o s de io n iz a c id n muy a l t o s de l a mayo­ r f a de l o s e le m e n to s , que ademds se e s tu d ia n con un e le v a d o g ra d o de p u re - za qufm ica e i s o t d p ic a como c o n a e c u e n c ia d e l a n d l i s i s m agnd tico d e l h a z , y en e l a l t o v a c fo en que se p ro d u ce l a d e s e x c i ta c id n que red u c e a td rm in o s d e s p r e c ia b le s l o s e f e c to s de c o l i s io n e s y a u to a b s o r c id n y p e rm ite r e a l i z a r m edidas en l a r e g id n d e l ÜV de v a c fo . C u r t i s ( 2 0 ) y Oocke (7 3 ) son l o s a u to r e s de se n d as r e c o p i l a c io n e s so­ b re e l e s ta d o a c tu a l d e l mdtodo de i n t e r a c c id n de h az de io n e s - h o ja de c a r bono. E l segundo g ra n g rupo de m dtodos de m edida de v id a s m é d ias , s iem p re - segün l a c l a s i f i c a c i d n de Im hof y Read ( 2 2 ) e s e l c a r a c t e r iz a d o p o r e l e s ­ tu d io de l a s i n t e r f e r e n c i a s e n t r e l o s n i v e l e s e x c i ta d o s , e n t r e l o s que de£ ta c a n l a s td c n ic a s de c ru z a m ie n to de n i v e l e s y lO s de re so n a n c /a d o b le . E^ t e s m dtodos so n , s in em bargo, ta n so lo u t i l i z a b l e s p a ra l a m edida de v id a s m éd ias de n i v e l e s r é s o n a n te s . Los m dtodos de c ru z a m ie n to de n i v e l e s (7 4 ) se b asan en l a o b s e rv a c id n de l a p o rc id n de v a lo r e s d e l campo m a g n d tico a p l ic a d o a un dtom o, cuyos n i v e l e s de e s t r u c t u r a h i p e r f i n a ( r é s u l t a n t e de l a i n te r a c c id n e n t r e l o s mo­ m ento s m ag n d tic o s J e I - d s t e d lt im o d eb id o a l sp in n u c l e a r - ) se d esd o b lan p o r su e f e c t o , en que se p roduce i n t e r f e r e n c i a e n t r e l a s t r a n s i c io n e s que t ie n e n como n iv e l e s s u p e r io r e s l o s que se c ru z a n , p o rc id n e s tre c h a m e n te 1 ^ gada a l a s r e s p e c t i v a s v id a s m éd ias de e s to s n i v e l e s , que d e te rm in a n su s - a n c h u ra s n a t u r a l e s de banda . E s ta o b s e rv a c id n puede l l e v a r s e a cabo p o r v e r s o s m ed io s, s ie n d o , q u iz d e l mds con o c id o e l de l a m edida de l a de spolia - 1 3 - r i z a c ld n de l a s I f n e a s ( e f e c t o Hamle) (7 5 -7 9 , 9 4 , 9 5 ) . L a r e s o n a n c ia d o b le c o n s i s t e en l a e x c i t a c i d n s im n lta n e a de un dtomo in m erso en un campo m a g n d tico p o r do s r a d i a c i o n e s : u n a de e l l a s , d p t i c a , - r e s o n a n te con u n a t r a n s i c i d n e n t r e e l e a ta d o fu n d a m e n ta l y uno e x c i t a d o , y l a o t r a , de r a d io f r e c u e n c i a o m ic ro o n d a s , r é s o n a n te con l a t r a n s i c i d n en­ t r e d o s s u b n iv e le s Zeeman de e s e e s ta d o e x c i t a d o . N a tu ra lm e n te , l a v a r i a - c id n de e s t a segunda (o d e l campo m a g n d tic o ) p ro v o c a v a r ia c io n e s de l a p o - l a r i z a c i d n y de l a d i s t r i b u c i d n a n g u la r de l a i n t e n s id a d de l a e m is id n dp­ t i c a f l u o r e s c e n t e , l o que p e rm ite d e t e c t a r l o è d iv e r s e s s u b n iv e le s m agnd t^ COS de l a e s t r u c t u r a h i p e r f i n a , cu y a a n c h u ra e s l a n a t u r a l , in m e d ia ta m e n te l i g a d a a l a v id a m ed ia d e l e s t a d o , s i se e x t r a p o la a v a l o r n u lo d e l campo de r a d io f r e c u e n c i a , que t i e n d e a e n s a n c h a r a d ic io n a lm e n te l a s I f n e a s o b s e r v a d a s (S O ). E l e x c e le n te a c u e rd o e n t r e ambos m d to d o s , r e s o n a n c ia d o b le y c ru z a ­ m ien to de n i v e l e s , h a s id o p u e s to de m a n i f i e s to p o r G a lla g h e r y L u rio (9 3 ) m id iendo l a v id a m ed ia de un mismo n i v e l p o r am bos. P o r U ltim o , puede o b te n e r s e tam b id n in f o rm a c id n d ir e c ta m e n te l i g a d a a l a v id a m ed ia de dos e s ta d o s c o r r e la c io n a d o s en a lg u n a fo rm a , t a i e s como - l o s in v o lu c r a d o s en una e x p e r ie n c ia de r e s o n a n c ia d o b le o c ru z a m ie n to de - n i v e l e s , o e n t r e s u b n iv e le s Zeeman de un n i v e l h i p e r f i n o , e n t r e n i v e l e s h i p e r f in o s o , i n c l u s o , f i n o s , que i n t e r f i e r a n o r ig in a n d o o s c i l a e io n e s tempo­ r a l e s de l a e m is id n lu m in o sa que se oonocen como b a t id o s c u d n t ic o s ( 2 2 ) . E l t e r c e r o y U ltim o de l o s g ru p o s de m dtodos de m edida de v id a s mé­ d ia s e s e l de l o s m dtodos de c o i n c id e n c i a s , de l o s que se e x c lu y e n a q u f - fo rm a lm en te l o s m dtodos en que se d é t e c t a un f o td n en c o in c id e n c ia d i f e r i - da con u n im p u lso f o td n ic o o e l e c t r d n i c o e x c i t a d o r , con o r ig e n e x t e r i o r a l s is te m a a td m ic o en e s t u d i o , m dtodos r e c o g id o s en e l g rupo de l o s c a r a c t e r f za d o s p o r e l s is te m a de e x c i t a c i d n . Quedan a s f r e d u c id o s l o s a q u f lla m a d o s m dtodos de c o in c id e n c ia s a d o s , en que se r e g i s t r a n l a s c o in c id e n c ia s d i f £ r i d a s e n t r e l a o b s e rv a c id n de se n d o s s u c e so s o r ig in a d o s en un dtom o. E l p r im e ro se b a s a en l a o b s e rv a c id n d e l tiem p o t r a n s c u r r i d o e n t r e l a d e te c c id n de dos f o to n e s , de l o n g i t u d e s de onda d i f e r e n t e s , p ro c e d e n te s de l a d e s e x c i t a c id n en c a s c a d a de un s o lo d tom o, s i r v ie n d o e l im p u lso produci^ do p o r e l f o to m u l t ip l i c a d o r a l d e t e c t a r e l p r im e ro como o r ig e n de tiem po - - 1 4 - de un c o n v e r t id o r t ie m p o -a m p litu d , m ie n tr a s que e l segundo , que c o r re s p o n ­ de a l a t r a n s i c i d n en e s t u d i o , se conduce a l mismo c o n v e r t id o r como im p u l­ so de p a ra d a . La e x c i t a c i d n puede l l e v a r s e a cabo con un haz c o n tin u o de - e l e c t r o n e s de b a ja e n e r g f a . La p r i n c i p a l v e n t a j a de e s t e mdtodo e s t r i b a en l a co m p lé ta e v a s id n de l o s e f e c to s de l a s c a s c a d a s , y su p r i n c i p a l inconve. n ie n te en l a e x ig e n c ia de que e l e s ta d o cuya v id a m edia se d e s e a o b te n e r - deba e s t a r l ig a d o a l menos a un e s ta d o s u p e r io r y a o t r o i n f e r i o r p o r t r a n s i c io n e s cuya lo n g i tu d de onda e s td d e n tro d e l rango de l o s d e t e c to r e s f o - td n ic o s d i s p o n i b le s . E l segundo mdtodo e s e l de c o in c id e n c ia s e l e c t r d n - f o td n ( 8 1 ) , en que e l e s ta d o de i n t e r d s se e x c i t a con un haz e l e c t r d n i c o m onocrom dtico de e n e r g f a b a s ta n te mayor que l a d e l e a ta d o y c o n o c id a , a n a liz d n d o s e p o r e n e rg fa l o s e l e c t r o n e s d is p e r s a d o s en una c i e r t a d i r e c c id n p o r l a s c o l i s io n e s i n e - I d s t i c a s con l o s dtom os de l a m u e s tr a , que a s f se e x c i t a n , y s e le c c io n a n d o a q u d l lo s cuya d i f e r e n c i a de e n e rg fa con l o s d e l haz e x c i t a d o r c o rre sp o n d e e x a c tam e n te a l a e n e r g fa d e l e s ta d o de i n t e r d s ( l o que l o s i d e n t i f i e s como e x c i ta d o r e s a ese e s ta d o de l o s dtom os con l o s que han e n tra d o en c o l i s id n ) p a r a , una vez a m p lif ic a d o s en un m u l t ip l i c a d o r de e l e c t r o n e s , s e r v i r de s e ­ rial de com ienzo en un c o n v e r t id o r t ie m p o -a m p litu d cuya s e S a l de p a ra d a p ro ­ cédé d e l d e t e c t o r de l o s f o to n e s e m it id o s en l a d e s e x c i ta c id n de l o s d tom os ( 8 2 -8 4 ) . E s te m dtodo, como e l a n t e r i o r , p r é s e n ta l a v e n t a ja de o b v ia r e l - e f e c to de l a s c a s c a d a s y , so b re e l a n t e r i o r , de una m ayor e f i c a c i a en l a de. t e c c id n d e l e l e c t r d n d is p e r s a d o que en l a d e l fo td n de p o b la c id n d e l n iv e l en e s tu d io , l o que m a jo ra l a r e l a c i d n s e h a l : r u id o y , so b re to d o , de p o d e r - a p l i c a r s e a un m ayor niîmero de e s ta d o s , a l e l im in a r s e l a l im i t a c id n de que e x i s t a u n a t r a n s i c i d n p o b la d o ra d e l n i v e l con u n a lo n g i tu d de onda com pren- d id a e n t r e I f m i t e s e s t r e c h o s . Bi una v a r ia n te de e s t e m dtodo, u t i l i z a d a p a ra m e d ir l a s v id a s m éd ias de e s ta d o s v ib r a c io n a l e s de io n e s m o le c u la re s ( 8 5 -8 7 ) , l a e s p e c ie en su e s ­ ta d o fu n d am e n ta l se e x c i t a m e d ian te un haz f o td n ic o m onocrom dtico , m ididndo se l a s c o in c id e n c ia s e n t r e l o s e l e c t r o n e s de e n e rg fa n u la p ro c e d e n te s de l a f o to io n iz a c id n y l o s f o to n e s f lu o r e s c e n te s e m it id o s en l a d e s e x c i ta c id n , de te rm in an d o se e l o r ig e n d e l f o td n f lu o r e s c e n te p o r su c o in c id e n c ia con un - e l e c t r d n que ha abandonado l a e s p e c ie f o to io n iz a d a s in tom ar e n e rg fa d e l fo td n i n c i d e n t e , l o que im p l ie s que e l id n r é s u l t a n t e ha quedado en e l e s ta d o e n e r g é t i c o u n fv o c a m e n te d e te rm in a d o p o r e s t a e n e r g f a . P in a l i z a d o e l r d p id o examen de l a s d i f e r e n t e s td c n ic a s en u so p a r a l a m ed ida de v id a s m é d ia s de e s ta d o s a td m ic o s , en l a f i g u r a 1 , tom ada de u n a c o m u n ic a c id n de P en k in (SS) se p r é s e n ta l a d i s t r i b u c i d n a b s o lu te y p o r c e n - t u a l d e l nifmero de t r a b a j o s s o b r e e l tem a a p a r e c id o s - h a s t a o c tu b re de 1 977 , don­ de p uede o b s e r v a r s e e l d a ­ rd p re d o m in io d e l e f e c t o - H an le y c o i n c id e n c i a s r e t a r d a d a s como td c n i c a s mds utd^ l i z a d a s h a s t a e s e m om ento. R e sp e c to de l a s r e c o p ^ l a c i o n e s e x L s t e n te s r e l a c i £ n a d a s e x h a u s t iv a m e n te p o r - P u h r y o t r o s ( 9 1 ) , son de - d e s t a c a r l a s de P o s t e r ( h ) ï ï l e s e ( 8 9 ) , C om ey ( l ? ) y - Z io ck ( 9 0 ) e n t r e l a s que re_ co g en d e s c r ip c i o n e s d e t a l l a . d a s de l a m a y o rfa de l a s - t d c n i c a s u t i l i z a d a s en l a - a c t u a l i d a d y l a p r o p ia p u - b l i c a c i d n dé l a ÎIBS c i t a d a ( 9 1 ) como r e l a c i d n c o m p lé ta de to d a s l a s m e d id as p u b l i - c a d a s h a s t a O c tu b re de 1977. Articutos 29% 150 100 50 %'- H E fecto Honte HI H aces idnicos CD Coincidencias diferidas RM Resonancia magndtico OF D esp lazam ientos de fase T Teorios TV Tiempo de vuelo AL Ancho natural de lineo y ensancham iento résonante C Mdtodos com binodos 7RV. 7.2% H HI CD RM DF T TV AL C Fig. 1 •M dtodc- - 1 3 - 1 .3 EXCITACION POR IMPULSOS ELECTRONICOS PE BAJA EHERGIA Y METODO DE COIN­ CIDENCIAS DIPEBIDAS Desde l a s p r im e ra s m edidas d i r e c t a s d e l d e c re c im ie n to r a d i a t i v e de un atomo e x c i ta d o , lle v ad & s a cabo p re c is a m e n te p o r e x c i t a c id n con un h az - e l e c t r d n i c o c o n tro la d o p o r r e j a y una td c n ic a de c u e n ta de f o to n e s i n d i v i ­ d u a le s ( 6 0 ) , e s t e p ro c e d im ie n to se ha re v e la d o como uno de l o s mds v e rsd tl^ l e s y em pleados en l a s t r è s d l t im a s d d c a d a s , como se ha v i s t o en l a s e c ­ c id n 1 .2 . En d s ta se exam inerd e l mdtodo con a lg tîn d e te n im ie n to , aunque - s i n p r e s e n ta r e l s is te m a c o n c re te u t i l i z a d o en l a s m ed idas r e a l i z a d a s en - e s t e t r a b a j o , que s e rd e x p u e s to en e l c a p f tu lo 2 . E l p ro c e d im ie n to de m edida e le g id o en e s te t r a b a jo c o n s i s t e en l a ex c ^ ta c id n de una m u e s tra g a s e o sa e s t d t i c a p o r bombardeo con un im p u lso de - e l e c t r o n e s m ed ian te l a a p l i c a c i d n a u n a r e j a i n t e r c a l a d a e n t r e e l cd to d o - em iso r de l o s e le c t r o n e s y e l anodo en cuyo i n t e r i o r sè p ro d u c e n l a s c o l i ­ s io n e s e le c trd n -d to m o p ro d u c to ra s de l a s e x c i t a c i o n e s , y que se h a l l a p e r - m anentem ente p o la r i z a d a n e g a t iv e p a ra c o r t a r l a c o r r i e n t e e l e c t r d n i c a , de un im p u lso p o s i t i v e t a l que a n u le o i n v i e r t a su p o la r i d a d , p e rm itie n d o e l p aso d e l h az e l e c t r d n i c o a su t r a v d s h a s ta e l i n t e r i o r d e l an o d o , en que - l a s c o l i s io n e s de l o s e l e c t r o n e s con l o s dtom os d e l g as que se d e s e a e s tu ­ d i a r p ro v o ca n l a e x c i t a c i d n , e in c lu s o io n iz a c id n , en su c a s o , de e s to s u l t im o s . E s ta e x c i t a c i d n , m an ten id a d u ra n te un b rev e la p s o de tiem po (a ig u nos nanosegundos) o r i g i n s una c i e r t a p o b la c id n , no s e l e c t i v a , de muchos e£ ta d o s d e l atom o. P a ra f i j a r i d e a s , llam arem os N^(o) a l a p o b la c id n d e l n i ­ v e l j en e l i n s t a n t e en que l a e x c i t a c id n se in te r ro m p e b ru sc a m e n te . A p a r t i r de e s t e momento, to d o s l o s dtom os e x c i ta d o s exp e rim e n t a rd n una o mas - t r a n s i c i o n e s , r a d i a t i v a s o n o , p e rd ie n d o e n e r g fa h a s ta a l c a n z a r su e s ta d o fu n d a m e n ta l . D e f in id a l a v id a m edia d e l e s ta d o j como se expuso en l a se c ­ c id n 1 .1 , l a p o b la c id n de e s t e e s ta d o s u f r i r d una e v o lu c id n te m p o ra l como l a d e s c r i t a p o r l a e c u a c id n [4] (debe h a c e r s e n o ta r que d u ra n te l a e x c i t a ­ c id n tam bidn se p ro d u cen r e l a j a c i o n e s , p e ro a q u é l l a , e n g lo b a b le en e l t d r - mino Q (t) de l a e c u a c id n (4] , hace dN ^/d t > 0 , m ie n tr a s q u e , a l desapeure- c e r l a c a u sa e x c i t a d o r a , se to r n a dN ^/d t < O ). A su v e z , e l niîmero de f o to ­ n e s de una lo n g i tu d de onda d e te rm in a d a e m itid o s p o r l a m u e s tra g a s e o s a e s p r o p o rc io n a l a l rnimero de atom es e x c i ta d o s en e l e s ta d o l ig a d o a o t r o in fe . r i o r p o r u n a t r a n s i c i d n de e s a lo n g i tu d de o n d a , p o r l o que l a e v o lu c id n - - 1 7 - te m p o ra l de l a p o b la c id n de un n iv e l puedè s e g u i r s e p o r l a e v o lu c io n tem­ p o r a l d e l niîmero de f o to n e s e m lt ld o s p o r t r a n s i c i o n e s d esd e e s e n i v e l . E s ta e v o lu c l6 n puede s e g u i r s e m e d ia n te l a r e c o g id a p o r u n f o to m u l t i - p l i c a d o r ciel p r im e r fot<5n e m itid o t r a s l a i n t e r r u p c i d n d e l im p u lso e x c i t a - d o r . La p r o b a b i l id a d de que u n atomo se d e s e x c i t e en e l momento t e s ig u a l a l a de que t r a n s c u r r a e l tiem p o t d esd e l a e x o i t a c id n h a s t a l a e m is id n - d e l f o t 6 n . P o r t a n t e , s i se a lm acen an l e s i n t e r v a l os de tie m p o t en un d i ^ p o s i t i v e b id im e n s io n a l , e l h is to g ra m a de n ( t ) se c o r r e s p o n d e râ e x a c ta m e n te con l a c u rv a de d a s e x c i t a c i^ n d e l e s t a d o , que en e l c a s e mas f a v o r a b le te n d r^ l a fo rm a de l a e c u a c id n [7J y en e l m^s g e n e r a l l a de l a e c u a c id n [ 4 J , que r e q u e r i r é e l c o n o c im ie n to de l a s c o n d ic io n e s e i n t e r f e r e n c i a s d e l méto, do q u e , a p a r té e l p rob lem a de l a s c o l i s i o n e s , r e p r e s e n ta d o p o r e l 2° t d r n ^ no d e l 2® m iem bro, y que se e s t u d i a r â en l a s e c c id n 1 .4 , c o n f ig u r a n e l 3®^ te r m in e , a lg u n o s de l o s c u a le s se c o n s id e r a r â n en e s t a s e c c id n , d e ja n d o - l o s mas c a r a c t e r i z a d o s p a r a l a s s e c c io n e s 1 .5 y 1 .6 . B ie n d e f i n i d a l a f u n c id n d N ^ /d t no r e s t a s in o p r o c é d e r a l a n a l i s l s , - con f r e c u e n c i a a u to m a t iz a d o , de l a c u rv a e x p e r im e n ta l p a r a e x t r a e r de e l l a l a v id a m edia d e l e s ta d o c o n s id e r a d o , o b je t iv o de to d o e l p r o c e s o . E s ta e s , a g ra n d e s r a s g o s , l a d e s c r ip c i d n d e l m ^todo cu y a s e ta p a s se p r e te n d e n ex a m in e r en e s t a s e c c i6 n . La p r im e ra o p e ra c i6 n en e l p ro c e so c u y a s I f n e a s m a e s t r a s acabam os de d e s c r i b ^ r c o n s i s t e en l a ex c ita c i< 5 n de l a m u e s tra g a s e o s a p o r un h az e l e c - t r é n i c o p u is a d o . E l bom bardeo con e l e c t r o n s s e s u n m ^todo de e x c i t a c i d n de âtom os am p liam en te d ifu n d id o en l a P f s i c a , p a r t i c u la r m a n te p a r a l a o b te n - c i6 n de e s p e c t r o s (lOO) y p a ra l a m ed ida de v id a s m é d ias de e s ta d o s (1 0 1 ) , y no r e s t r i n g i d o a m u e s tra s e s t £ t i c a s , aunque £ s t e s e a e l c a so mas h a b i­ t u a i , p u d ien d o c o n s i s t i r l a m u e s tra e n un h az a td m ic o p ro d u c id o p o r un hojr no d ise fia d o a p r o p d s i to ( 102 ) ; e s e l c a so de l o s e x p e r im e n t os de c ru z a m ie n t o s de h a c e s ( 1 0 3 ) . E l m argen de su e f i c a c i a se a n a l i z a a t r a v £ s de l a s - fu n c io n e s de e x c i t a c i t f n , e n que l a v a r i a b l e e s l a e n e r g f a de l o s e l e c t r o - n e s , d i s t in g u i£ n d o s e l a s fu n c io n e s de e x c i t a c i d n d i r e c t s ( p o b la c i6 n de u n e s ta d o p o r l a s c o l i s i o n es e l e c t r d n - â to m o ) , d p t i c a (e n que se in c lu y e l a po ̂ s i b l e p o b la c i6 n p o r c a s c a d a s d esd e n i v e l e s s u p e r i o r s s ) y a p a r e n te (e n que no se c o n s id é r a l a a n i s o t r o p f a de l a e m is id n r e s p e c to de l a d irec c i« 5 n d e f ^ n id a p o r e l haz e l e c t r é n i c o ) . La t r a n s f e r e n c i a de e n e r g fa p o r c o l i s i o n e s y - 1 8 - l a a u to a b s o r c i£ n pueden o r i g i n a r d e p e n d e n c ia de l a s fu n c io n e s de e x c i t a - ci Z^t v ie n s dado p o r (1 0 8 ) : 6 = (1 - ) ( l t ) r i 2 ] * 1 ^2 *-1 ^2 que se m u e s tra mâs d e p e n d ie n te de l a s a m p litu d e s r e l a t i v a s de l a s c o r r e s - p o n d ie n te s fu n c io n e s que de su s c o n s ta n te s de tiem p o . No o b s t a n t e , l a supo^ s i c i é n de que l o s d a to s de l a r e g ié n f i n a l se a j u s ta n a l a e x p o n e n c ia l de mayor c o n s ta n te de tie m p o , s in c o n s id e r a r l a s com ponente s en e s a r e g ié n de l a s fu n c io n e s de m enores c o n s ta n te s de tiem po e s i n e x a c t s , y s é lo adecuada cuando l a s c o n s ta n te s de tiem po y l a s a m p litu d e s de é s t a s so n mucho mayo- r e s que l a s de a q u é l l a . En g e n e r a l , s i n em bargo , l a p r i n c i p a l d i f i c u l t a d - de l o s m étodos de mfnimos c u a d ra d o s c o n s i s t e en l a a s ig n a c ié n de p e so s e s ­ t a d f s t i c o s c o r r e c t e s a l o s p u n to s de P ( t ) ( l 5 6 ) . Ademâs, e s n e c e s a r io cono, c e r con e x a c t i t u d e l fo n d o , a ( e c . C l0 3 ) , que debe d e te rm in a rs e en una zo­ na de l a c o l a de l a c u rv a muy a l e j a d a de é s t a , l o que r e s u i t a p e l ig r o s o s i e l s i s te m a CTAfAMO p r é s e n ta d e f e c to s en su l i n e a l id a d i n t e g r a l , p o r l a c o - r r e l a c i é n de Z y 3̂ ; de h e c h o , s i no e s p o s ib le d e d ic a r unos c a n a l e s a n t e - r i o r e s a l a e x c i t a c i é n a l a a c u m u la c ié n d e l fondo y é s t e e s a p r e c i a b l e , e s p r e f e r i b l e a j u s t e r d ir e c ta m e n te l a f u n c ié n G (t) e x p e r im e n ta l p o r un método no l i n e a l ( l 4 6 ) . S i é s t e no e s e l c a s o , l a e x t r a c c i é n s u c e s iv a y e l a j u s t e de l a s e x p o n e n c ia le s puede encom endarse a u n p rogram a de o rd e n a d o r ( 1 7 3 ) , p e r o , de c u a lq u ie r fo rm a , e s t o s p ro c e d im ie n to s so n mas l î t i l e s como m edio - de e s t a b l e c e r una base de p a r t i d a p a r a un p o s t e r i o r a j u s t e g lo b a l p o r m fni mos c u a d ra d o s que como m étodo de a n a l i s i s d é f i n i t i v o , p o r su e s c a s a e x a c t^ tu d . E l a j u s t e de l a f u n c ié n g lo b a l e s u n m étodo de a n â l i s i s mâs s a t i s f a c - t o r i o que e l de r e d u c c ié n g r â f i c a h a s ta e l ex tre m e de q u e , a p i ic a d o a l a - i n t e g r a l de c o n v o lu c ié n con l a f u n c ié n de r e s p u e s ta in s t r u m e n ta l , p e rm ite o b te n e r l a f u n c ié n de d e s p o b la c ié n p a r a v id a s m éd ias d e l o rd e n de l a d é c i ­ ma p a r te de l a r e s o lu c i é n te m p o ra l i n s t r u m e n ta l , sJ sn conoce con e x a c t i ­ tu d l a f u n c ié n P ( t ) . S in em bargo , e s in c a p a z de p r o p o rc io n a r in fo rm a c ié n - mâs a l l é de l o s d a to s o b se rv a d o s y de d e t e c t a r co rr& ctam e n te JLas c a s c a d a s con c o e f i c i e n t e s pequehon o n e g a t iv e s ; e s p e c ia lm e n te s i se p ro d u cen en e l c e n t r o de l a cu rv a de d e s e x c i t a c i é n . E l m étodo mâs d i r e c t e c o n s i s t e en l a c o m p a ra c ié n , en un o s c i lo s c o p io , de l a c u rv a de d e s e x c i t a c ié n con u n a suma c o n t r ô l a b le de fu n c io n e s e x p o n e n c ia le s g e n e ra d a s e l e c t r é n ic a m e n te , p e ro es^ t e p ro c e d im ie n to no a s ig n a p e s o s c o r r e c t e s a l o s p u n to s de l a p r im e ra . Un o rd e n a d o r p ro p o rc io n a un m e jo r c o n t r o l e n e s t e a s p e c to , y a t a l f f n se han d e s a r r o l l a d o l o s p rogram as FRANTIC (1 3 ,1 7 4 ) , que d é te rm in a e l ntimero de - com ponentes e x p o n e n c ia le s , su s c o n s ta n t e s de tiem p o y a m p litu d e s r e l a t i v a s , y LASL (1 0 8 ) , que a j u s t a s i e t e p a râ m e tro s ( t r è s e x p o n e n c ia le s y u n a cons­ t a n t e ) . E l p rogram a MINUIT, d e s a r r o l l a d o en e l CEHN con o t r o s o b j e t ! v o s , - ha s id o ta m b ié n u t i l i z a d o con e s t o s f i n e s ( 2 3 ) . E s to s p ro g ra m a s , s i n em bar g o , cuando fu n c io n a n lo h ac en muy b ie n , p e ro en muchos c a s o s se o b t ie n e n - g ra n d e s e r r o r e s d e p e n d ie n te s de l o s v a lo r e s r e l a t i v e s de l a s v id a s m édias de l a s com ponen tes , de su s a m p litu d e s y d e l r u id o . E s to s e r r o r e s se r e c o - gen. en l a s f i g u r a s 4 , 5 y 6 , en que se p r e s e n ta n , r e s p e c t iv a m e n te , l o s e f e c to s de C il: — z e s _9s o tr3 s - F ig . 4 d o s , p a r a e l p rog ram a LASL a p l ic a d o a l a n â l i s i s de f u n c io n e s c o n s t ! t u i d a s 10 8 6 4 2 2 53 4 ^2 / A, Fig. 5 p o r dos e x p o n e n c ia le s y u n a c o n s ta n t e . E l f a c t o r de ru id o se d e f in e como l a r e l a c i â n e n t r e l a d e s v ia c iâ n s ta n d a r d de l o s d a to s y l a r a f z c u a d ra d a d e l n u n ero de c u e n ta s en e l p r i a e r c a n a l ( l0 8 ) 60 Precisionw Exactitud 0.2 0.6 0.8 1.0 Factor de ruido F ig . 6 De h e c h o , aunque e l a j u s t e no se r e a l i c e p o r o r d e n a d o r , en to d o s l o s a j u s t e s p o r mfnimos c u a d ra d o s de c u rv a s m u l t l e x p o n e n c i a le s , l a no o r to g o n a l i d a d de l a s com ponen tes conduce a u n a c o r r e l a c i d n ^ en tre su s p a r a m e tr o s , no p u d ie n d o o b te n e r s e u n a s o lu c id n i ln ic a s i no se d isp o n e dë a lg u n a in fo rm a - c id n a d i c i o n a l que l i m i t e su s r a n g o s ( 1 5 6 ) , como su c ed e en e l m dtodo AiîDC ( " a r b i t r a r i l y n o rm a l is e d d ec ay c u r v e s " ) ( 2 0 ,1 7 5 ,1 7 6 ) , que u t i l i z a e l c r i te _ r i o de que l a s I n te n s id a d e s r a d i a t i v a s de l a s I f n e a s so n p r o p o r c io n a le s a l a s c o r r e s p o n d ie n te s p o b la c io n e s d e l n i v e l s u p e r i o r c o r r e s p o n d ie n te y , p o r t a n t o , se e n c u e n t r a n c o r r e la c i o n a d a s p o r l a s e c u a c io n e s de v e lo c id a d de p £ b l a c i d n . En l a v e r s id n a u to m a t iz a d a de e s t e m d to d o , se em plea u n a s im u la - c id n a lg o r f tm ic a y c o m p u ta r iz a d a de c u rv a s m u l t i e x p o n e n c i a le s , in c lu y e n d o l a s c a s c a d a s que p u ed en e n c o n t r a r s e p r é s e n t e s , h a s t a e n c o n t r a r e l m e jo r - a j u s t e con l a e x p e r i e n c i a . ------------------- 1 .4 EL PROBLEMA PS LAS COLISlOIlES E x c i ta d o e l âtom o, q u iz â , como en l a s e x p e r ie n c ia s o b je to de e s t e t r a b a jo , p o r una c o l i s i d n i n e l â s t i c a a e x p e n sa s de una p a r te de l a e n e rg fa c_i n é t i c a de un e l e c t r d n , l a d e te rm in a c id n de l a v id a m ed ia d e l n i v e l p o b lad o p o r l a e x c i t a c i d n como p a râ m e tro i n t r f n s e c o d e l s is te m a a td m ic o e x i g i r f a - e l a i s la m ie n to de un t a l s i s te m a , c o n d ic id n que no se puede a lc e m z a r en l a p r â c t i c a . Los s is te m a s e x p é r im e n ta le s in c lu y e n u n g r a n niîmero de s is te m a s a td m ic o s , p o r lo que l a s m ed idas e f e c tu a d a s s o b re e l l o s , l e j o s de c o r r e s - p o n d e r , en p r i n c i p i o , a l âtomo i n d i v i d u a l , r e f i e j a r â n a s p e c to s d e l con ju n ­ to de âtom os v erd a d e ram e n te e n o b s e rv a c id n . E s te con ju n to no e s , n a t u r a l ­ m en te , u n a suma de s is te m a s a td m ic o s , s in o su c o m p o s ic id n , a t r a v â s de l a s I n t e r a c c i o n e s que e n t r e e l l o s t i e n e n l u g a r , p a r t i c u la r m e n te l a s c o l i s i o n e s e n t r e l o s âtom os (193) y con l a s p a re d e s d e l r e c i p i e n t s que l o s c o n t ie n e . E s ta s c o l i s i o n e s , o r ig in a d a s p o r l a a g i t a c id n td rm ic a d e l g a s , no so n in d e p e n d ie n te s de l a e n e rg fa de e x c i t a c i d n e l e c t r d n i c a , s in o q u e , p o r e l - c o n t r a r i o , ambos t i p o s de e n e r g f a , c i n â t i c a y de e x c i t a c i d n a td m ic a , so n - i n t e r c o n v e r t i b l e s a t r a v â s de c o l i s i o n e s i n e l â s t i c a s ( 1 8 4 ) . A s f , cuando se p r e te n d e e x c i t a r s e le c t iv a m e n te un n i v e l , se e x c i t a n de hecho to d o s l o s - com prend id os en u n a banda de e n e r g fa de a n c h u ra ap ro x im ad a k.T en to rn o a l n iv e l que se d e s e a e x c i t a r , s ie n d o p r e c i s o e n f r i a r e l s i s te m a a T ci 3K - ( l7 S ) p a r a s i m p l i f i e a r a p re c ia b le m e n te _ e l_ p ro b le m a , que e s mucho mâs n o ta ­ b le en m o lâ c ü la s que en â to m o s , p o r su m ayor r iq u e z a de n i v e l e s e n e r g â t i - eo s ( 2 2 ) . P o r o t r a p a r t e , l a s c o l i s i o n e s pueden u t i l i z a r s e p a r a e n f r i a r o c a l e n t a r un g a s s i se i lu m in a con r a d ia c id n de f r e c u e n c ia m enor 0 m ayor, - r e s p e c t iv a m e n te , que l a c o r r e s p o n d ie n te a l a s e p a r a c id n e n t r e e l e s ta d o e ^ c i t a d o y e l fu n d am e n ta l de su s â to m o s, a l p r o p o rc io n a r o a b s o rb e r e l defeç_ to o e x c e so de e n e r g fa en l a e x c i t a c i d n l a e n e r g f a c i n â t i c a de l o s - âtom os c o l i s i o n a n t e s ( l 7 9 ) . En su s esquem as mâs s im p le s , l a s c o l i s io n e s i n e l â s t i c a s con c o n v e r- s id n c i n e t o - e l e c t r d n i c a o b e d e c e rfa n a l o s p ro c e s o s : A + B -f T — > A* 4- B, [13] p a r a l a s de p r im e ra e s p e c ie , y A* + B — ► A + B + T [14] —39“ p a ra l a s de seg u n d a e s p e c ie , r e p r e s e n ta n d o p o r T l a e n e rg fa c i n â t i c a d e l - c o n ju n to de l o s âtom os que i n t e r v i e n e n en l a c o l i s i d n . S in em bargo , h a b id a c u e n ta de l a g ra n d i f e r e n c i a e n t r e l o s d rd e n e s de m agn itud de l a e n e rg fa - de e x c i t a c i d n e l e c t r d n i c a y de l a c i n â t i c a a te m p e ra tu ra s o r d i n a r i a s , lo s p ro c e s o s [13 ] y [14] son muy im p ro b a b le s , s ie n d o mucho mâs f r e c u e n te l a - t r a n s f e r e n c i a de e x c i t a c id n e l e c t r d n i c a " tâ rm ic a m e n te a y u d a d a " : A»* + B* + T —> A* + B** [15] con T> 0 d T< 0 segiîn l a c o l i s i d n s e a de 1* o de 2* e s p e c ie , re s p e c tiv a m e n t e . E l esquem a g e n e r a l [15] e n g lo b a l o s do s p ro c e s o s mâs comunmente encon t r a d e s e n l a s c o l i s io n e s in t e r a td m i c a s i l a d e s e x c i t a c id n no r a d i a t i v a con t r a n s f e r e n c i a c o l i s i o n a l de e x c i t a c i d n e l e c t r d n i c a : A * + B + T —» A + B * [16] y l a m e zc la de e s ta d o s p rdx im os en e l âtomo e x c i t a d o : A* + B + T — A** + B [17] E l p ro c e so [16J ( 104 .2 2 5 ) . cuy a m ayor p r o b a b i l id a d so b re e l [14] fu e y a dem ostraddL p o r C arno t y F ran ck en 1922 p a ra c o l i s i o n e s in te r a td m ic a s s i B p o se s un e s ta d o e x c i ta d o de e n e r g fa prdxim a a l a de e x c i t a c id n de A* - (m ie n tra s que e l [14] fu e d em o strad o p o r A. L eypounsk i y G. L a ty c h e r p a ra c o l i s io n e s â to m o - e le c t r d n ) , e s a m p lia b le a l a fo rm u la c id n : A '^ - f B —► A + B '^ + T [1 8 ] s i l a e n e rg fa de lo n iz a c id n de B e s eüLgo i n f e r i o r a l a de A ( 1 9 8 ,1 9 2 ) . Tarn b iâ n se ha d e te c ta d o l a fo rm a c id n de m o lâ c u la s e x c i t a d a s p o r c o l i s i d n de - un âtomo e x c i ta d o con o t r o en e l e s ta d o fu n d a m e n ta l , a s f como l a t r a n s f e ­ r e n c i a de e x c i t a c i d n e n t r e u n âtomo y una m o lâ c u la ( 1 8 5 ) : K* + K — ^ K* + h ÿ [1 9 ] K* + Kg ^ KJ + K [2 0 ] e n t r e 10 ̂ y 1 t o r r . De h e c h o , e l p ro c e s o Cl51 p r é s e n ta s e c c io n e s e f i c a c e s de e x c i t a c i é n - g ra n d e s ta n s d lo cuando e l e s ta d o c u a s im o le c u la r fo rm ado p o r l o s â tom os co_ l i s i o n a n t e s s e a c a s i d e g e n e ra d o co n o t r o s e s ta d o s a a lg û n v a l o r de l a d i s - t a n c i a i n t e r n u c l e a r , cono han d e m o stra d o S p e l l e r y c o l . ( l 3 l ) d e d u c ie n d o - l a s s e c c io n e s e f i c a c e s de d e s e x c i t a c i d n p o r c o l i s i d n i n e l a s t i c a de l o s e s ­ ta d o s n^P mas b a j o s de L i , îla , K y Rb p o r He, Ne, Â, Kr y Xe a e n e r g f a s - t é r m ic a s , a p l ic a n d o e l p r i n c i p i o de m i c r o r r e v e r s i b i l i d a d , seg d n e l c u a l , - en u n s is te m a en e q u i l i b r i o , l a f r e c u e n c i a de l a s c o l i s i o n e s de 2* e s p e c ie debe s e r i g u a l a l a de l a s c o l i s i o n e s de 1* e s p e c ie c o r r e s p o n d i e n t e s ; A* 4- B 4- T A -f B* [211 P u e s to que l a s e c c id n e f i c a z de d e s e x c i t a c id n de A* p o r c o l i s i d n con B (e n f l6 ] ) s d lo e s im p o r ta n te s i e s t a u l t i m a e s p e c ie p o se e un e s ta d o ex ­ c i t a d o prdx im o a l a e n e r g f a de e x c i t a c i d n de A*, l a s m o ld c u la s , t a n s u s ­ c e p t i b l e s de r e l a j a c i d n t é r m ic a p o r c o l i s i d n ( 2 2 6 ) , so n ta m b ié n mej o r e s - a g e n te s e x t i n t o r e s de l a e x c i t a c i d n que l o s a to m o s , d e b id o a su r iq u e z a de n i v e l e s ( e l e e t r d n i c o s , v i b r a c i o n a l e s y r o t a c i o n a l e s ( 1 8 3 ) ) , m ie n tr a s que - l o s g a s e s n o b le s so n l o s a g e n te s que menos d e s e x c i t a c id n c o l i s i o n a l p ro v o — c a n ( 1 8 2 ) , p o r l a enorme d i s t a n c i a q^e s é p a r a su e s ta d o fu n d a m e n ta l d e l - p r im e r e s ta d o e x c i t a d a , oupe r i o r a l a d e l r e s t e de l o s e le m e n to s . En l a f_i g u ra 7 se m u e s tr a , como e je m p lo , e l e f e c to de e x t in c i d n de l a f l u o r é s o e n - 100 He S 80 S 60 CO Aire 4.02.0 Fig . 7 3.00.25 0.5 pitorr ) c i a re s o n a n %e d e l m e rc u r io p o r d i v e r s e s a g e n te s . En e l ca so d e l , l a - t r a n s f e r e n c i a de e n e r g f a d e sd e e l Hg (o ^ ? ^ ) p ro v o c a su d i s o c i a c i o n , y a que p a r a e l l o p r é c i s a una e n e r g f a (4 ,3 4 eV) p rd x im a a l a d e l e s ta d o e x c i ta d o - d e l m e rc u r io ( 4 ,9 eV ). Con obj e to de p o d e r e s t a b l e c e r u n a - c o r r e l a c i d n e n t r e l a s u n id a d e s a r b i t r a - r i a s de l a f i g . 7 y e l v e rd a d e ro p o rc e n - t a j e de c o l i s i o n e s , e n l a f i g . 3 sa mue_s t r a e l p o r c e n ta j e de c o l i s i o n e s de a t o ­ mes de p o t a s i o (p a? lO ~ ^ t o r r ) en atm dsfe_ r a s de e Hg, e n f u n c id n de l a p r e s id n de e s t o s g a se s* En e s t o s c a s o s , en que l a s c o l i s i o ­ n e s t r a n s G u r r e n co n t r a n s f e r e n c i a de l a e n e r g f a de e x c i t a c i d n de A* (esquem a - C l61) a l a e s p e c ie B, f re c u e n te m e n te con r e t o r n o de X* a l e s ta d o fu n d a m e n ta l ( l 8 6 - 191) o , a lg u n a s v e c e s , a e s t a d o s e x c i t a - dos in te r m e d io s ( l 9 4 ) , su i n f l u e n c i a en l a m ed ida de l a s v id a s m é d ia s de l o s e s ta d o s a td m ic o s , m a n i f i e s t a p a r a p r ^ s io n e s s u p e r io r e s a 10"^ t o r r d e l_ g a s e n e s tu d io ( l 8 0 ) , puede o b v ia r s e - a p l ic a n d o t a e c u a c id n d ë “ d e s e x c i t a c i d n e s p o n ta n e a p r o p u e s ta p o r S te r n y - Volm er (2 ) y a d o p ta d a p o r Sam son (3)-* que amp l i a l a e c u a c id n de d e s e x c i t a ­ c id n r a d i a t i v a de E i n s t e i n ( l ) p a r a i n c l u i r e l e f e c t o s o b re l o s atom os e x - c i t a d o s de l a s c o l i s i o n e s que p u ed an e x p e r im e n ta r co n c u a l e s q u ie r a o t r o s : 0.4 a M OO pitorr) Rg.8 dN d t - N ^ ( t ) ( — - ( ^ o l ^o) [223 s ie n d o l a d e n s id a d de â to m o s s u s c e p t i b l e s de c o l i s i d n con l o s e x c i t ^ d o s , C~ ̂ la. s e c c id n e f i c a z dé c o l i s i d n i n e l â s t i c a e n t r e u n âtom o e x c i t a - c o l do y o t r o c u a l q u i e r a , y l a v e lo c id a d m edia de l o s âtom os en e l c e n t r o - de m asa d e l s i s te m a . A su v e z : ? H* . P * Q H ( â t .c m " ) = ------- = 9 ,6 5 * 1 0 ° HT P ( t o r r ) T(K) L23J - 4 2 - V 8KT(M +M ) T (k ) c TTM M M ,(u»na )o n r e d ' pu d ien d o a n u la r s e l a i n f l u e n c i a de l a d ese x c ita c i< 5 n c o l i s i o n a l e x t r a p o la n - do a p r e s id n n u la l a v id a m edia o b te n id a a d i f e r e n t e s p r e s io n e s , t a l como se cornent^ en l a s e c c iô n 1 .1 . P o r e l c o n t r a r i o , en e l p ro c e so c o l i s i o n a l d e s c r i t o p o r [1 7 ] , l a a o lu c i6 n no e s ta n s e n c i l l a . En e s t e c a s o , l a c o l i s i d n de un atom e e x c i ta d o A* con o t r a e s p e c ie c u a lq u ie r a p ro v o c a l a c e s id n o a d o p c ié n p o r e l atom o A* - de u n a pequena p o rc id n de l a e n e r g f a c i n ^ t i c a d e l c o n ju n to , pasan d o a o t r o e s ta d o e x c i ta d o muy p ro x im o , s i n que B e x p é r im e n te e x o i t a c id n e l e c t r o n i c a y p rovocando l a o a r a o t e r f s t i c a d e s p o la r iz a c iO n de l a em isiO n f lu o r e s c e n te r e s p e c te de l à ra d ia c iO n e x c i t a d o r a p o la r i z a d a (1 9 6 ,1 9 7 ) cuyo rO pido c r e c ^ m ien to con l a p re s iO n o con l a in c lu s iO n de g a s e s e x tra f io s se ha com proba- do (1 9 8 ) . E l p ro c e so e s , a s £ , c a s i e l â s t i c o , y su se cc iO n e f i c a z (235 ) e s n o ta b le m e n te mayor que l a de l e s p ro c e s o s i n e l a s t i c o s (1 9 5 ) . De e s t a fo rm a , e l e s ta d o A* que h a p o d id o s e r e x c i ta d o s e le c t iv a m e n te (199-201 ) , acn t - p a r c i a l o to ta lm e n te m ezclado con e l A** ( [1 7 ] ) , que puede fo rm a r o no p a r te d e l mismo m u l t i p l e t e que A*, a tra v O s de l a e f fm e ra m o l^ c u la A*—B ( 2 0 0 ) .-------- ---------------------- La tr a n s fe T 'e n o ia c o l i s i o n a l de e x c i ta c iO n e n t r e l a s com ponent e s de - l o s d o b le te s de l a e s t r u c t u r a f i n a de l o s m e ta le s a l c a l i n e s ha s id o e s t u - d ia d a p o r d iv e r s e s a u t o r e s , s ie n d o B (en [1 7 ]) un g a s i n e r t e (2 0 2 -2 0 7 ) , - u n a m olO cula (1 8 3 ,2 0 8 -2 1 3 ) , o un Otomo a l c a l i n e , d e l mismo o d i s t i n t o t i p o que A, en e l e s ta d o fu n d a m e n ta l (1 9 4 ,2 0 2 ,2 0 4 ,2 0 6 ,2 1 4 ,2 1 5 ,2 2 2 ) , y se han - d e s a r r o l l a d o tam biOn m odelos te O r ic o s p a ra l a misma ( 1 8 3 ,1 9 4 ,2 1 6 -2 1 7 ) , con d u c e n te s a un s is te m a de e c u a c io n e s c i n ^ t i c a s f â c i l de r e s o l v e r p a ra un - s is te m a de dos n iv e le s (2 1 8 ,2 1 9 ) . A sf , s i co n s id e ram o s e l s is te m a de doble_ t e e x c i ta d o r e p re s e n ta d o en l a f i g . 9 y suponemos d is t r ib u c i tS n de Maxwell p a r a l a s v e lo c id a d e s de l o s Atomes c o l i s i o n a n t e s , l a r e l a c io n e n t r e l a s - c o n s ta n te s de v e lo c id a d p a r a l a s t r a n s i c i o n es e n t r e l a s com ponentes d e l do_ b l e t e , de p e so s e s t a d f s t i c o s g^ y gg y se p a ra d o s p o r u n a e n e r g fa AE, v ie ­ ns dada p o r : ■ a- 12 21 2̂ g - 6 3 /kT '1 [25: s i l a suma de e s t a s c o n s ta n t e s de v e lo c id a d e s mucho m ayor que l a de l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i e i o n d esd e l a s componen­ t e s d e l d o b le te a l e s ta d o fu n d a m e n ta l , l a m ed ida de l a v id a m ed ia de c u a lq u ie r a de l a s com ponen tes d e l d o b le te p r o p o r c io n a r â en su l u g a r l a v id a me­ d i a e f e c t i v a d e l c o n j u n to : Fig. 9 f1 -e f r 4 o C26J 10 como G o n ae cu e n c ia d e l e q u i l i b r i o t e r m o c o l i s io n a l que se e s t a b l e c e c o n tin u a m e n te e n t r e l a s p o b la c i£ n é s de l o s e s ta d o s 1 y 2 , t r a s u n p e r fo d o i n i c i a l e n q u e , s i se h a e x c i ta d o s e le c t iv a m e n te uno de - e l l o s , se o b s e rv a un r a p id o d e c r e c im ie n to r a d ia t i^ vo f c o l i s i o n a l de l a en is i«5n c o r r e s p o n d ie n te a - é s t e y un p e r fo d o de p o b la c id n c o l i s i o n a l de l a o t r a com ponents d e l d o b le - 3 /2t e . En l a f i g u r a 10 se np-iestra e s t e co m p o rtam ie n to p a ra l o s e s ta d o s 7 P. y 7^P^yg d e l Os en p r e s e n c ia de Xe a p=200 t o r r c u a a d o - s e -p u e h la s e le c t iv a m e n te e l p r im e ro ( 1 9 9 ) . E s ta s m e z c la s se o b se rv a n - ta m b i^ n en a u s e n c ia de g a s e s e x ­ t r a n o s ( 1 9 4 ) , y no so la m e n te i n - c lu y e n a l a s com ponentes de u n - m u l t i p l e t e , s in o que pueden p r o - d u c i r s e con c u a lq u ie r e s ta d o de e n e r g f a p rd x im a a l que se e s t u - d i a , d esd e p ^ i o ” ^ t o r r ( l 9 9 , 2 1 9 , 2 2 0 ) , h a b ié n d o se d e s a r r o l l a ­ do a l e f e c to u n a t e o r f a g e n e r a l d e l e f e c to de l a s c o l i s i o n e s en l a f l u o r e s c e n c i a (220) y u n s e n c i l l o m odelo p a r a e l s i s te m a de d o s e s ta d o s ( 2 2 1 ) . to’ 11 ns) Fig. 10 En a u s e n c ia de g a s e x t r a n o , e s to e s p o r c o l i s i o n e s A*-A, l a d e s p o b la - c i6 n c o l i s i o n a l se acompana de m e zc la de e s ta d o s a p r e s io n e s aproxim adam en t e s u p e r io r e s a 2 .1 0 ” ^ t o r r , m ie n tr a s que a p r e s io n e s i n f e r i o r e s e l e f e c to de d e s p o b la c id n c o l i s i o n a l , que se o b se rv a d esd e p « 10“ ^ t o r r , se p r é s e n ta s i n m e z c la , y su e f e c to e s r e d u c ib le p o r e x t r a p o la c id n a p r e s id n n u la (4 5 ) . En p r e s e n c ia de g a s d i f e r e n t e d e l in ic ia lm e n te e x c i t a d o , e s to e s en - c o l i s i o n e s A*-B, l o s s is te m a s mas e s tu d ia d o s so n a q u é l lo s en que A* e s un âtomo a l c a l i n o y B un g a s n o b le ( 1 9 5 ,2 2 1 ) , y en e l l o s se h a e n c o n tra d o una d e s p o b la c id n s i n e f e c to de m e z c la , c o r r e g ib l e p o r re d u c c id n a p n u la , a - p r e s io n e s de g a s e x tra n o i n f e r i o r e s a 10"^ t o r r , u n d e c r e c im ie n to de l a po_ b la c id n com puesto de u n p r im e r tram o r a p id o ( r a d i a t i v o f c o l i s i o n a l ) y de un segundo c o r r e s p o n d ie n te a l a c a fd a r a d i a t i v a de una p o b la c id n en e q u ilj^ b r io c o l i s i o n a l con l o s e s ta d o s con l o s que e l que se mide e s s u s c e p t ib le de m e z c la , e n t r e 10” ^ y 10” ^ t o r r , ap ro x im ad am en te , y u n a c u rv a y a ca rac te_ r f s t i c a de l a m e z c la , a l a que c o rre sp o n d e una v id a m edia e f e c t i v a que e s , de h e c h o , l a m edia e s t a d f s t i c a de l a s v id a s m éd ias r a d i a t i v a s de l o s e s t a ­ dos a o c e s ib l e s p o r m ezc la c o l i s i o n a l , t r a s un tram o i n i c i a l muy r a p id o , en —2t r e 10 y 1 t o r r . E n tr e O’ I y 1 t o r r l a m e zc la e s c o m p lé ta . ■Pn e l c a so q u iz a m e jo r e s tu d ia d o de m e zc la de e s ta d o s de d i f e r e n t e mo_ m ento a n g u l a r , e l de l o s e s ta d o s d (n = 5 -1 5 ) con o t r o s e s ta d o s d e l mismo n y 1> 2 , l a s e c c id n e f ic a z _ d e p e r tu r b a c i6 n , que aum enta con l a g e o m ^ tr ic a d e l atomo e x c i ta d o ( e s to e s con n ^ ) e n t r e n=5 y n*=10, m a n ten lën d o se s ie rap re va r i a s v e c e s s u p e r io r a ^ s t a , muy e s p e c ia lm e n te en t r a n s i c i ones r é s o n a n te s - ( 1 9 8 ) , d e c re c e lu e g o d esd e n=10 a n=15 ( f i g . I l ) , d eb id o a l c r e c im ie n to - d e l volume n a td m ico con n ^ , que hace muy im p ro b a b le l a i n t e r a c c i d n d e l 4tjo mo de g a s n o b le con e l e l e c t r o n de V a le n c ia d e l atomo a l c a l i n o e x c i ta d o en e s ta d o s de n muy g ra n d e . En e s t e c a s o , l a v id a m edia e f e c t i v a cuando l a - m ezc la e s c o m p lé ta v ie n s d ad a p o r : 1 l = n -1 21-1 Los e s ta d o s de 1 < 2 e s t a n s e p a ra d o s de l o s d p o r e n e rg x a s m ayores en mas de un o rd e n de m agn itud de I d s que s e p a ra n lo s d de l o s f , p o r l o que 5000 2000 He •< 1000 500 Ne 200 5 1510 su m ezc la p o r e o l i s i ô n té rm ic a e s im p ro b a b le , p e s e a l o c u a l se ha encon ­ t r a d o a l a r g a a i e n t o c o l i s i o n a l de l a v id a m ed ia de un n iv e l S e le v a d o , a l - 10s d e l Lia, a una p r e s id n de A de 1 t o r r ( l 9 5 ) . îT a tu ra L a e n te , l a me j o r s o lu c io n p a r a o b v ia r e l e f e c t o p e r tu r b a d o r de l a m e zc la de e s ta d o s s o b re l a m ed ida de l a ’/ I d a me­ d i a de uno de e l l o s e s t r a b a j a r a p r e s i o ­ n e s s u f ic i e n te m e n te b a j a s ( a p r o x . p o r d e - - 4 \b a jo de 10 t o r r ) y , p r e f e r i b l e m e n t e , en a u s e n c ia de g a s e s e x t r a n o s . S i se t r a b a j a p o r enc im a de 10 ^ t o r r , s ie m p re e s p o - s i b l e que se p ro d u z c a l a d e s p o b la c id n corn b in a d a r a d i a t i v a c o l i s i o n a l , p e ro e s t e in c o n v é n ie n ts se puede s u p e r a r p o r e x t r a - p o la c id n a p r e s id n n u la . En f u n c id n de l a s e p a r a c id n e n e r g d t i c a e n t r e l o s e s ta d o s - que se m e z c la n , ta m b id n debe s e r p o s ib l e e v i t a r l a m ezc la b a ja n d o l a te m p e r a tu ra d e l g a s en e s tu d io h a s t a que su a g i t a c i d n td rm ic a s e a i n s u f i c i e n t e p a r a p e r m i t i r l a m e zc la s i e l n i v e l i n ­ f e r i o r se h a e x c i ta d o s e le c t iv a m e n te , y , p o r u l t i m o , se puede e x t r a s r l a - v id a m ed ia de un n iv e l en m ezc la c o m p lé ta con o t r o s s i se co n o cen l a s v i - d a a méd i a s de to d o s l o s dem as y l a e f e c t i v a d e l c o n ju n to , m e d ia n ts u n a - e c u a c id n d e l t i p o de C2T]. En c u a lq u ie r c a s o , debe t e n e r s e en c u e n ta , a l - p r e te n d e r med i r u n a v id a m ed ia en u n a s c o n d ic io n e s d e te rm in a d a s de p r e s id n y te m p e r a tu r a , que l a v e lo c id a d de d e s e x c i t a c id n c o l i s i o n a l e s f u n c id n de ambas v a r i a b l e s , de l a fo rm a ( 5 3 ) ; 1 /2 n Fig. 11 sol 9* is~ ^ ) = 0 ,0 1 4 0 p ( m to r r ) 10 16 cm ) / f T ( K ) . M r ( u a m ) ] C29l Hay to d a v f a , r e g re s a n d o a l esquem a g e n e r a l [1 5 ] , u n t i p o de p ro c e s o - c o l i s i o n a l no r e p r e s e n ta d o p o r [16] n i p o r [ 1 7 ] . Aunque l a m a y o rfa de l o s e s tu d io s de t r a n s f e r e n c i a c o l i s i o n a l se h an r e f e r i d o a l a t r a n s f e r e n c i a en t r e com ponentes de e s t r u c t u r a f i n a (2 0 2 ,2 1 6 ,2 2 2 ) , tam b id n se h an c a r a c te r l^ zado c o l i s io n e s i n e l d s t i c a s e n t r e e s ta d o s e x c i t a d o s (2 2 ? ) , p redom inando e l p r o c e s o ; À* + A* — ► A + A** + T [29] so b re l a e x c i t a c id n b i f o td n ic a c o o p e r a t iv a o s e c u e n c ia l en d e te rm in a d o s SOS ( 2 0 1 ) cuando se e x c i t a s e le c t iv a m e n te e l n iv e l A*. La in te n s id a d de l a e m is id n f lu o r e s c e n te p ro c e d e n te de l a d e s e x c i t a c id n r a d i a t i v a de l o s n iv e ­ l e s A** p o b la d o s p o r l a e o l i s i ô n i n e l a s t i c a [29] depends mucho de l a i n t e n s id a d de l a e x c i t a c iô n de l o s A*, y a que de e s to depends l a p o b la c id n de - e s to s n iv e le s y , p o r t a n t o , l a p r o b a b i l id a d de e o l i s i ô n e n t r e e l l o s p a r a - p r o d u c ir e l e s ta d o s u p e r io r A**. P ero l a i r r e v e r s i b i l i d a d d e l p ro c e so [2 9 ] , como l a de o t r o s asim ism o poco com unes, como, p o r e je m p lo , l a io n iz a c id n o b s e rv a d a po r G eltm an (2 2 4 ) en v a p o re s de m e ta ie s a l c a l i n o s p o r e o l i s i ô n de dos atom es e x c i ta d o s en un campo l a s e r i n t e n s o : A* + A* + hÿ — » A + A^ + e (30 ] l o s hace co m p arab le s en e u a n to p ro b lem as en l a m edida de v id a s m éd ias a l - p ro ce so mucho mds c o r r i e n t e [1 6 ] , y como d l r e s o lu b l e p o r s im p le e x t r a p o la c id n . O tro s e f e c to s de l a s c o l i s io n e s i n t e r a t d m i c a s , como l a d e p e n d e n c ia de l a s fu n c io n e s de e x c i t a c iô n p o r bombardeo e l e c t r d n i c o con l a p r e s id n d e b i - da a l o s cam bios de e s ta d o de e x c i t a c iô n (1 0 7 ) , y l o s d e s p la z a m ie n to s y en sa n c h a m ie n to s de l a s I f n e a s e s p e c t r a l e s (2 2 7 -2 2 9 ) , d e b id o s a l a i n t e r a o - c id n en e l s is te m a fu g az A*-B (2 3 0 ) , y que han s id o o b je to de e s tu d io s te d r i c o s co m p le jo s ( 2 3 I ,234 ) o l a d ism in u c id n de io n iz a c id n b i f o td n ic a p o r - d e s p o b la c id n d e l e s ta d o in te rm e d io (2 3 2 X a s f como l a m ezcla de n iv e le s d e - g en e ra d o s o p rdx im os p o r c o l i s io n e s f o td n e m itid o -a to m o en v a p o re s d en so s ( 2 3 3 ) , no a f e c ta n d ir e c ta m e n te a l a n a l i s i s de l a s c u rv a s de d e s p o b la c id n - de I d s que se e x t r a e n , en e s t e t r a b a j o , lo s v a l o r e s de l a s v id a s m é d ia s , - p o r l o que no s e ra n o b je to a q u i de m ayor c o n s id e r a c iô n . 1 .5 EL PROBLELIA D5 LA AUTOABSORCION A d i f e r e n c i a de l o s c a n a le s p a r a l e lo s de d e s p o b la c id n de l o s e s ta d o s e x c i ta d o s , como son l a s c o l i s io n e s d e s e x c i t a d o r a s , que se han e s tu d ia d o en l a s e ç c id n p r e c e d e n t s , l a io n iz a c id n y l a d i s o c ia c id n (en e l c a so de m olé- c u l a s ) , que c o n s t i tu y e n td rm in o s con s ig n o n e g a t iv e en e l segundo miembro de (4] y t ie n d e n a d is m in u ir e l v a lo r de f s i se om ite su c o n s id e r a c id n , l a a b s o rc id n de fo to n e a p ro c e d e n te s de l a d e s e x c i ta c id n r a d i a t i v a de l o s - dtom os d esd e e l e s ta d o de i n t e r d â p o r o t r o s dtom os que se e n c u e n tre n i n i ­ c ia lm e n te en e l e s ta d o i n f e r i o r de l a t r a n s i c i d n e f e c tu a d a p o r l o s p r im e - r o s en su d e s e x c i ta c id n aum enta e l v a lo r de , a l r e t a r d a r l a d e te c c id n - de lo s f o to n e s e m itid o s como c o n s e o u e n c ia de l a e x c i ta c id n a td m ic a r e a l i z ^ da en e l momento que se c o n s id é r a o r ig e n de tie m p o s . E s te fendm eno, v e r i f i c a d o y a p o r su i n f l u e n c i a so b re l a s f u n c io n e s de e x c i t a c id n e l e c t r d n i c a (107) y e l aum ento de c o h e re n c ia o ca s io n a d o p o r l a t r a n s f e r e n c i a de f o to n e s , que l l e g a a e s t r e c h a r l a s I f n e a s r e s u e l t a s p o r - un campo m agnd tico a l aum en ta r l a p r e s id n (236) in c lu s o p o r d e b a jo de su - a n c h u ra n a t u r a l (2 3 7 ,2 3 3 ) , m ie n tr a s que l a c o h e re n c ia d ism inuye a l a p r o x i- m arse e l cam ino l i b r e medlo de l o s fo to n e s a l a s dim en s i ones d e l r e c i p i e n - t e , y a que e n to u re s d ism inuye l a p r o b a b i l id a d de r e a b s o rc id n de f o to n e s p£ l a r i z a d o s e m itid o s p o r l o s dtom os en su d e s e x c i ta c id n ( 2 3 3 ) , fu e ob se rv ad o p o r p r im e ra v ez p o r Wood en e l Na (239) , d eb id n d o se a Zemansky uno de lo s p r im e ro s e s tu d io s c u a n t i t a t i v o s d e l mismo, a l e s t u d i a r l a d e p e n d e n c ia de - l a v id a m edia d e l e s ta d o 6^P^ d e l Hg con l a p r e s id n d e l vap o r de e s t e e l e - m ento ( 2 4 0 ) . M iln e , a p a r t i r de una a n a l o g con l a d i f u s id n , p ropuso l a p r im e ra - t e o r f a ad ecu ad a (2 4 1 ) , m ie n tra s que l a t e o r f a de H o ls te in (2 4 2 ,2 4 3 ) , d e s a - r r o l l a d a p o r un a n d l i s i s mds c o m p lè te , en que se c o n s id e ra b a n e f e c to s g eo - r a d tr ic o s , y p o s te r io rm e n te e x te n d id a p o r W alsh (244) p a ra i n c l u i r l a in ­ f lu e n c i a de l o s e f e c to s D oppler y c o l i s i o n a l e s , p a r e c e , s i n em bargo, a j u s - t a r s e a un rango menor de p r e s io n e s mds b ie n e le v a d a s (2 4 5 ) . No e s p o s ib le f i j a r l i m i t e s g é n é r a le s p a ra e l fendmeno de l a a u to a b - s o r c id n , y a que depends de muchos f a c t o r e s . in t r f n s e c o s a l s is te m a a td m ico que se c o n s id é r é , p ero puede a f ir m a rs e que e l e f e c to r e q u ie r s una p o b la ­ c id n e le v a d a d e l n iv e l i n f e r i o r de l a t r a n s i c i d n y una r e l a c id n de r a m i f i - c a c iô n n o ta b le a e s t e e s ta d o d esd e e l s u p e r io r ( 2 4 6 ) , y q u e , con cam aras - de d im e n s io n s s u s u a i e s , l o s p ro c e s o s de a u to a b s o r c id n pueden y a o r i g i n a r - v a r ia c io n e s a p r e c ia b le s en l a s v id a s m éd ias m ed idas a p r e s io n e s d e l o rd e n de 10 ^ t o r r . De ac u e rd o con e s t o , e l e f e c t o e s e s p e c ia lm e n te im p o r ta n te en t r a n s i - c io n e s r é s o n a n te s (denom inando a s f a l a s que t i e n e n a l fu n d a m e n ta l como e ^ ta d o i n f e r i o r ) ( 2 3 ,1 0 4 ,1 8 3 ,2 4 5 ,2 4 7 ,2 4 8 ) , aunque ta m b id n se ha o b se rv a d o en e s ta d o s p a r c ia lm e n te r é s o n a n te s (2 4 9 ) o , i n c l u s o , en no r é s o n a n te s s i l a - v id a m ed ia d e l n i v e l i n f e r i o r e s e x c e p c io n a lm e n te a l t a , p u d ie n d o s e r l a - c a u sa de un t a l v a lo r l a a u to a b s o r c id n r é s o n a n ts a e s e n i v e l (2 5 0 ) , En t r a n s i c i o n e s r é s o n a n te s , l a au to ab so rc icS n se m a n l f l e s t a d esd e p r e ­ s io n e s muy b a ja s ( ru i t o r r ) ( 2 4 7 ) , l o que o b l ig a a t r a b a j a r con s e f ia le s muy d é b i l e s y e s t a d f s t i c a p o b re s i se h a de e v i t a r ( l 0 8 ) . P ero e l l o no e s n e c e s a r io s i se t i e n s en c u e n ta q u e , seg iln l a t e o r f a de M ilne (241 ) , a den s id a d e s de v a p o r b a j a s , l a s v id a s m éd ias deben au m en ta r l in e a im e n te con l a p r e s id n , con una p e n d ie n te p re c is a m e n te p r o p o r c io n a l a l a s e c c id n e f i c a z — de a b s o r c id n p a r a l a t r a n s i c i d n . E l ra n g o de p r e s io n e s de e s t e tram o l i ­ n e a l de l a f u n c id n %(p ) d ep en d s d e l e le m e n ts , como puede o b s e rv a rs e en l a f i g u r a 12 . en que se h an r e u n id o t r è s g r d f i c a s p r o c e d e n te s de o t r o s t a n t o s t r a b a j o s p u b l ic a d o s p a r a e l Na ( 2 4 5 ) , K ( l8 3 ) y Cs ( 2 3 ) . Cabe d e s ta c a r a s i mismo que l a d i s p a r id a d e n t r e l o s r e s u l t a d o s re s e h a d o s en e l l o s a l c a n z a no s d lo a l a zona l i n e a l , s in o asim ism o a l a j u s t e p r e f e r e n t s de l o s p u n to s ex perim en ta l< ^s a l a s t e o r f a s de M ilne ( a , c ) o de H o ls te in ( b ) . Segiln e s t o s t r a b a j o s , l a v id a m ed ia a p a r e n te se m a n tie n e c o n s ta n te y c o in c id e con l a r a d i a t i v a a d e n s id a d e s i n f e r i o r e s a 10^^ a t .c m ” ^ o p r e s i o ­ n es no m ayores que 5 .1 0 " ^ t o r r , ap ro x im ad am en te , en Na y E , m ie n tr a s q u e , en e l C s, atîn a d e n s id a d e s de 2 ,6 .1 0 ^ ^ a t .c m ” ^ e s p o s ib l e e l im in a r e l efe_c to de a u to a b s o r c id n c o lo c a n d o l a cam era de t a l fo rm a que e l r e c o r r id o en - su i n t e r i o r de l o s f o to n e s e m it id o s s e a mfnim o. Debe t e n e r s e , no o b s t a n t e , muy en c u e n ta que en e l c a so de Na y K se c o n s id e r a n l o s e s ta d o s ré so n a n ­ t e s mas b a j o s , m ie n tr a s que en e l d e l Os se t r a t a d e l 20 e s ta d o r é s o n a n te e x c i ta d o . O tro a s p e c to a t e n e r e n c u e n ta en l a s f i g u r a s 12b y 12c e s que l o s ta d o 6 de m ayor p eso e s t a d f s t i c o p r e s e n ta n m ayor v a r ia c id n de l a v id a m e d ia . - 4 9 - Oensidad del vapor (a t cm**) 260 200 160 C 120 10*7 10"* 10** 10 Presidn del vapor I torr) Oensidod del vapor I a t ■ cm’"* ) j-3/2 . j>1/2 V Presidn de vapor (torr ) b .K . E s t a d o s 6 ^ P ( 1 8 3 ) ISO M C 160 130 Densidad del vapor (x io '^ at cm**) c .C s . E s t a d o s 7 ^ P ( 23 ) F ig . 12 - 5 0 - En e l c a so d e l K se ha com probado (193) que l a p r e s id n a l a que se t i e n e u n a r e l a c i d n dada e s in v e rsa m e n te p ro p o rc io n a l a l peso e s t a ­ d f s t i c o d e l e s ta d o que se c o n s id é r é , como c o rre sp o n d e a l aum ento de l a a u - to a b s o r c id n con l a d e n s id a d de e s t a d o s a c c e s ib l e s . P o r e l c o n t r a r i o , e l e f e c to de l a a u to a b s o rc id n e s mucho m enor en m o ld c u la s , aiîn cuando e l n i ­ v e l i n f e r i o r s e a un e s ta d o r o t a c i o n a l d e l v ib r o e l e c t r d n i c o fu n d a m e n ta l , ya que l a p r o b a b i l id a d de que una m o ld c u la se e n c u e n tre en un n i v e l r o t a c i o ­ n a l dado e s , n o rm alm en te , d e l o rd e n de 0 '1 o m enor, e x c e p to e n l a s m oldcu­ l a s mas l i g e r a s y s d n c i l l a s (como e l H g), y porque l a d e s p o b la c id n d e l e s ­ ta d o s u p e r io r t i e n e , en g e n e r a l , u n a g ra n r a m i f ic a c id n a muchos n iv e le s ro^ t o - v i b r a c i o n a l e s i n f e r i o r e s ( 2 2 ) . En io n e s , en que debe e s p e r a r s e una b a j ^ sim a p o b la c id n de su e s ta d o fu n d a m e n ta l , tam poco se p ro d u ce a p e n as e s t e - e f e c to ( 2 4 7 ) . En l a m ayorfa de l o s c a s o s , l a a u to a b s o r c id n de l a r a d i a c id n ré so n a n ­ te puede e v i t a r s e en a b s o lu to em pleando m o ld c u la s d i s o c i a b l e s en lu g a r d e l e le m e n to p u ro (p o r e je m p lo , NaCl en l u g a r de Na en l a m ed ida de l a s v id a s m éd ias r é s o n a n te s d e l N a), y a que a s f se c o n s ig n e u n a b a j a p o b la c id n d e l - e s ta d o fu n d a m e n ta l a td m ic o . E s te a r d id no e s a p l i c a b l e a l o s g a s e s n o b le s , p o r l o que e l ca so mas d e s f a v o r a b le de a u to a b s o r c id n , l o s n iv e l e s ré so n a n ­ ts de l o s g a s e s n o b le s n e u t r e s , no puede s e r t r a t a d o s in o p o r e l mdtodo ge_ n e r a l de e x t r a p o la c id n a p r e s id n n u la en l a zona l i n e a l ( f i g . 1 2 c ) . - 5 1 - 1 .6 EL PROBLEtIA DE LAS CASCAJ3AS La p o b la c id n de un e s ta d o a td m ico p o r t r a n s i c i o n e s desde e s ta d o s sup^ r i o r e s , norm alm ente como v fa p a r a l e l a a l a p o b la c id n d i r e c t e p o r e x c i t a ­ c id n , c o n s t l tu y e u n p ro c e so muy s im i l a r a l que se p ro d u ce en l a d é s i n t é g r a c id n n u c l e a r en c a sc a d a (2 5 1 ) . E l s is te m a de e c u a c io n e s d i f e r e n c i a l e s que d e s c r ib e ambos p ro c e s o s se p l a n t e a , en g e n e r a l , p a r a to d o c o n ju n to in te r re _ la o io n a d o de e s ta d o s in t e r d e p e n d i e n t e s , y , fo rm a lm e n te , e s f a c i lm e n te reso^ lu b i e ( 3 2 ) , p e ro l a s o lu c id n g e n e r a l que a s f se o b t ie n s no c o n s t i tu y e una ayuda im p o r ta n te en l a i n t e r p r e t a c i d n de l o s d a to s d e l s is te m a a td m ic o , - que d i f i e r e s u b s ta n c ia lm e n te d e l n u c l e a r e n q u e , m ie n tr a s que en d s t e se - p a r te s ie m p re de u n a d i s t r i b u c i d n de p o b la c io n e s i n i c i a l e s en e q u i l i b r i o , en aq u d l t a l d i s t r i b u c i d n e s com ple tam en te a r b i t r a r i a . J u n to a l mds c o n v e n c io n a l co n c e p to de " c a s c a d a " , a p l i c a b l e a l a s s e - c u e n c ia s , mas o menos l a r g a s , de d e s e x c i t a c i ones a td m ic a s e n t r e e s ta d o s - e n e rg d tic a m e n te p rd x im o s , se ha s u g e r id o e l de " c a t a r a t a " p a r a l a s d e s e x c ^ t a c io n e s , en una s o la e t a p a , e n t r e e s ta d o s muy d i s t a n t e s ( 6 9 ) . E s te fendme_ no se h a e n c o n tra d o , en e f e c t o , en d e s e x c i ta c io n e s d esd e n iv e l e s muy a l t o s ( 2 5 2 , 2 5 3 ) j p e ro se ha buscado e x p e r im e n ta lm e n te s i n d x i to en d e s e x c i t a c io ­ n es d esd e l o s e s ta d o s c o n t in u e s a l o s e s ta d o s l ig a d o s mds b a j o s , que se - han s u p u e s to p o d r fa n s e r im p o r ta n te s ( 2 5 4 ) . Como p rob lem a en l a d e te rm in a - c id n e x p e r im e n ta l de v id a s m é d ia s , e l de l a s " c a t a r a t a s " e s o i n e x i s t a n t e o fo rm a lm en te an d lo g o a l de l a s c a s c a d a s , p o r l o que no s e r a a q u f o b je to - de m ayor c o n s id e r a c id n e s p e c i a l . E l e f e c to de l a s c a s c a d a s so b re l a s e n c i l l a e c u a c id n [1] , de cuya in - t e g r a c id n , [2 1 , se o b t ie n s l a v id a m edia d e l e s ta d o j como l a c o n s ta n te de tie m p o , e s e l de a n a d i r , so b re l o s te rm in e s de d e s p o b la c id n e s p o n ta n e a , - o t r o s de p o b la c id n de e s t e n iv e l p o r t r a n s i c i o n e s d esde e s ta d o s s u p e r io r e s k , con lo que l a e c . [1] se e s c r i b i r a a h o ra : " i ^ 3 - “ 3 ^ f 5 l ] K=j+1 i=1 P e ro , n a tu r a lm e n te , ju n to a e s t a e c u a c id n p a r a e l n iv e l j d eb en consi^ se lEls z - j que d e s c r ib e n l a s e v o lu c io n e s de l a s p o b la c io n e s y de— 6 5 | 3 - 2 1 - Orden 1 2 ba te n e r s e en c u e n ta l a p o s ib l l id a d de que se p ro d u zcan c a s c a d a s suc couo se e s q u e m a tiz a en l a f i g u r a 13* Togo e l l o conduce a un s is te m a e c u a c io n e s d i f e r e n c i a l e s de p r im e r o r­ den l ig a d a s que puede r e s o lv e r s e f o r - a a ln e n te m e d ian te una d esco m p o s ic id n - d ia g ra m a t ic a (255) en que l a s c a sc a d a s de lo s d iv e r s e s ô rd en es se c o n s id e ra n separadam en te y l a d ep e n d en c ia eicponen c i a l se e x p re s s como suma de form as ca n d n ic a s : ;e s iv a s de - ÎT ( t ) = ÎI ( k - + y ' J 3 -1 3 Fig. 13 1 . I I ï : 'K- }-r + Z { l -**k -*• j } +• ^ ^ 2^— (m - * 1 K — k=j4-i 1 -k+1 k = ] f 1 l= k + i 111=1+1 + ^ " {z —+ « -* j} k=d+1 C52) 3-1 p u d ién d o se e n c o n tr a r en l a r é f . 176 l a e x p re s id n d e s a r r o l l a d a co m p lé ta de [32] p a ra j= 3 7 3=6 (e je m p lo de l a f i g . 1 3 ) . Ilj ( t ) r é s u l t a s e r fu n c id n ta n s d lo de l a s - p o b la c io n e s i n i c i a l e s de l o s e s ta d o s s u p e r io r e s , de su s - p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i d n a l e s ta d o j y de su s v id a s me, d i a s . Como e jem p lo g r d f ic o de l a co m p o sic id n de l a d e s p o b la c id n de un. n iv e l y su p o b la ­ c id n p o r c a s c a d a s , en l a f i g . 14 se o f re c e l a d e s e x c i ta c id n e sp o n ta n e a d e l n iv e l 4p d e l - Wal (c u rv a i ) , l a suma de l a s p o b la c io n e s p o r c a s c a d a desde 10’ 1000 2000 t in s ) F ig .16 n i v e l e s s u p e r io r e s ( c u rv a 2) y l a c u rv a e:cpe r im e n t a l que debe e s p e r a r s e - ( c u r v a 3 )> cono suma de l a s d o s p r im e ra s ( 2 5 5 ,2 4 7 ) . Sn l a f i g u r a p u ed en - ta ia b ie n a p r e c i a r s e l o s p r e d o o in io s a d i f e r e n t e s tie m p o s de l a s c a s c a d a s - (a t > 7 00 n s e s e l iln ic o e f e c t o r e s i d u a l ) y de l a d e s e x c i t a c id n d e l n iv e l ( td : 500 n s ) . E s te p r e d o n in io , u n id o a l c a r a c t e r c a s i l i n e a l de l a c u rv a 2 en l a zona 2 0 0 < t < 600 ns p e rm ite de h e c h o , en u n a a p ro x im a c id n b u r d a , e x - t r a e r l a c o n s ta n te de tiem p o de l a f u n c id n 1 r e s ta n d o a 3 u n a c a s c a d a l i ­ ne a l . Ha}' que t e n e r , no o b s t a n t e , muy en c u e n ta que l a s e n c i l l a s i t u a c i d n m o s tra d a en l a f i g . 14 , s i b ie n e s l a m^s c o r r i e n t e , no e s l a û n ic a p o s i ­ b l e , y a que e s t a puede s e r muy v a r ia d a segrîn e l c o n ju n to de l o s v a l o re s de l a s v id a s m é d ia s de l o s e s ta d o s in v o lu c r a d o s . En e l c a so de una s o l a c a s c a d a , s i 1 a v id a m ed ia d e l e s ta d o s u p e r io r e s m ayor que l a d e l de i n t e r é s , - l a d e s e x c i t a c id n de a q u e l se m a n i f e s ta r d como u n a " c o la " de m enor p e n d ie n ­ t e a c o n t in u a c id n de l a e x p o n e n c ia l c a r a c t e r x s t i c a de d s t e ; p e ro s i , p o r - e l c o n t r a r i o , e s m enor, p ro Q u c ird un r e d o n d e a - m ie n to de l a e x p o n e n c ia l d e l e s ta d o de i n t e r d s en l o s p r im e ro s momentos - t r a s l a e x c i t a c i d n , como puede v e r s e en l a f i g . 15 ( c u r v a s A-A' y B-B* , re_s p e c t iv a m e n te ) , donde tam b ie n puede o b s e rv a r s e e l e f e c to de l a s p o b la c io ­ n e s i n i c i a l e s de lo s dos e s t a d o s : l a s c u rv a s A y B c o r re s p o n d e n a un t i e n po de e x c i t a c i d n e s ta b le ^ c id o en c a d a c a so p a r a - f a v o r e c e r l a p o b la c id n - d e l e s ta d o 1 , te n ie n d o - en c u e n ta que l a s v id a s m é d ia s no s d lo determ ineun l a e v o lu c id n te m p o ra l de l a d e s e x c i t a c id n , s in o ta m b id n l a de l a e x c i t a c i d n , y que l a r e l a c i d n de - p o b la c io n e s i n i c i a l e s de dos n i v e l e s e s t d , ap ro x im ad am en te , en p r o p o rc id n b ; b .01 .001 Fig. 15 i n v e r s a de s u s v id a s m éd ias s i e l tiem po de e x c i ta c id n . e s d e l o rd e n de l a Menor, c r e c ie n d o l a r e l a c i d n con l a d u r a c id n de l a e x c i t a c i d n s i - ^ i > ^ ’'■ 'âceversa. Las c u rv a s A' y B' c o r re s p o n d e n a un tie m p o de e x c i ­ t a c id n s u f i c i e n t s p a r a p r o d u c i r l a s a tu r a c i d n da ambas e :c p o n e n c ia le s . .001 3 (b) .001 F ig .16 S i se p r e s e n ­ ta n dos c a s c a d a s , l a s i t u a c i d n pue­ de c o m p lic a rs e muy c o n s id é r a b l e ­ m ent e , o rig inando_ se d i f e r e n t e s com- b in a c io n e s seg iîn l o s v a lo r e s r e l a ­ t i v e s de l a s t r è s v id a s m éd ias en - ju e g o ( f i g . 1 6 ) , y su i n t e r p r e t a ­ c id n puede r e v e s - t i r n o ta b le d i f i - c u l t a d . S i l a corn p o n e n te p r i n c i p a l ( d e s e x c i t a c id n - d e l e s ta d o de i n - t e r d s ) e s l a de - v id a m ed ia mds - c o r t a ( c u r v a s I y I I ) , puede e x t i a ^ se co n r e l a t i v a - f a c i l i d a d , aunque una de l a s c a s c a ­ d as s e a " n e g a t iv a ” ( c u rv a I I ) ; a s i ­ mismo, s i e s l a - mas l a r g a ( c u rv a s IV y y) p o d r ia a i ^ l a r s e s i to d a s l a s - 5 5 - com ponentes e s t a n i d e n t i f i c a d a s , p e ro e s p ra c tic a m e n te im p o s ib le e v i t a r su p d rd id a en e l p ro c e so de a n a l i s i s s i l a v id a m edia de una de l a s c a s c a d a s e s mas l a r g a y l a o t r a mas c o r t a que l a de in te n d s ( c u rv a s I I I y V I) . Y, - de h ec h o , to d a s e s t a s s i t u a c io n e s se han o b se rv a d o in e q u fv o c am e n te ( 2 5 7 ) , au n q u e , en o c a s io n e s , se o b t ie n e n l a s mismas fo rm as de c u rv a p o r c a u s a s - I n s t r u m e n ta le s ( p . e . , fo rm a d e f e c tu o s a d e l im p u lse e x c i t a d o r ) o p o r d esex ­ c i t a c i d n o t r a n s f e r e n c i a c o l i s i o n a l e s e , i n c lu s o , p o r a u to a b s o r c id n ( lO S ) . V is ta l a c o m p le jid a d que puede r e v e s t i r l a c u rv a de d e s e x c i t a c id n de un e s ta d o cuya v id a m edia se p r e te n d e m ed ir cuando e s t e e s p o b la d o in d ire c^ ta m en te p o r t r a n s i c i o n e s d esd e o t r o s e s ta d o s s u p e r io r e s , r é s u l t a é v id e n te l a c o n v e n ie n c la , en muchos c a s o s , de e l im in a r o , a l m ènes, m in im iz a r e s t a s t r a n s i c i o n e s , l a s c a s c a d a s . En g e n e r a l , l a a u s e n c ia de c a s c a d a s en u n s i s ­ tem a a td m ic o se debe a u n a de dos c a u s a s : e x c i t a c i d n i n s u f l c i e n t e de l o s - n iv e le s s u p e r io r e s y a u to io n iz a c id n ( 2 5 8 ) . La a u to io n iz a c id n (SO) e s un fe_ ndmeno poco comdn y de d i f i c i l g o b ie r n o , s ie n d o e l c o n t r o l de l a e x c i t a ­ c id n a n iv e l e s s u p e r io r e s e l mdtodo c o r r ie n te m e n te u sad o p a ra l i m i t a r l o s e f e c to s de c a s c a d a . S i se e x c lu y e n m etodos " p e r f e c to s " a e s t e f i n como lo s y a com entados en l a s e c c id n 1 .2 de e x c i t a c i d n l a s e r s e l e c t i v a ( 5 5 ) , p a ra - l i m i t a r s e a l a e x c i t a c i d n e l e c t r d n i c a , dos son lo s p ro c e d im ie n to s u t i l i z a - b l e s : e l mas c o r r i e n t e , e l d e l c o n t r o l de l a e n e r g fa de l o s e l e c t r o n e s a - cuyo c a rg o c o r r e l a e x c i t a c i d n , y , con u n a s p o s lb i l i d a d e s mas l i m i t a d a s , - e l de l a d ism in u c id n de l a c o h e r e n c ia de l a s t r a n s i c i o n e s p o r medio de un campo e l d c t r i c o in te n s o que Im plda l a d e g e n e ra c id n de l o s n iv e l e s Zeeman en campos m a g n d tico s d d b i l e s . E s te i l l t im o p ro c e d im ie n to se ha em pleado con d x i to en e x p e r im e n to s con e x c i t a c i d n p o r h a c e s id n ic o s ( 1 9 2 ) , y p ro b a b le - m ente s e a tam b idn a p l i c a b l e a un caso de e x c i t a c i d n p o r e l e c t r o n e s . S i - b ie n no é l im in a p o r co m p le te l a s c a s c a d a s , s in o s d lo p a r c ia lm e n te , puede - r e s u l t a r un mdtodo i n t e r e s a n t e s i no e s p o s ib le o no i n t e r e s a u t i l i z e r ha­ c e s de muy b a ja e n e r g fa . En su v e r s id n mas d r a s t i c a , e l m dtodo de e x c i t a c i d n e l e c t r d n i c a con - t r o l a d a em plea h a c e s de e l e c t r o n e s de e n e r g fa i n f e r i o r a l a d e l n iv e l inme^ d i a to s u p e r io r a l de i n t e r d s ( e x c i t a c id n u m b r a l ) , con lo que se e v i t a r f a n en a b s o lu to l a s c a sc a d a s s i se p u d ie r a f i j a r con p r e c i s id n l a e n e r g f a de - lo s e l e c t r o n e s , p e ro , en u n a c o n f ig u r a c id n e x p e r im e n ta l o r d i n a r i a ( v e r s e £ c id n 1 .3 ) , l o s e l e c t r o n e s d e l haz e x c i t a d o r d i s t a n mucho de s e r monocroma- t i c o s , y l a t e n s id n d e l anodo d é te rm in a ta n s d lo de u n a fo rm a ap ro x im ad a - l a e n e r g fa m edia d e l h a z . E s ta r e g u la c id n , en v a l o r m edio y e n d i s p e r s i d n , de l a e n e r g fa e s e s p e c ia lm e n te d i f f c i l en l a zona de l a s d e c e n a s de v o l - t i o s , en l a que se t r a b a j a en l a e x c i t a c i d n con e l e c t r o n e s de b a ja e n e r g f a . Los o t r o s dos in c o n v e n ie n te s de l a e x c i t a c i d n u m b ra l so n e l pequeno v a l o r que o r d in a r ia m e n te a d o p ta l a s e c c id n e f i c a z d e l n iv e l de i n t e r d s e n l a s - p ro x im id a d e s d e l u m b r a l , con l a c o n s ig u ie n te r e d u c c id n de l a e m is id n lu m i- n o sa y l a e s p e c i a l i n c i d e n c i a de l o s e f e c t o s de p o l a r i z a c i d n (1 7 6 ) . En l a t a b l a I se puede o b s e rv a r e l e f e c to de l a s c a s c a d a s so b re l a v ^ d a m edia a p a r e n te de un n i v e l . En e l l a (6 6 ) se com paran l o s v a lo r e s o b te n i dos p a ra l a s v id a s m éd ias de dos n iv e l e s d e l He I u sa n d o e x c i t a c i d n con - e l e c t r o n e s m o n o e n e rg d tic o s a 0 '1 eV y a 11 eV p o r encim a de l a e n e r g f a d e l n i v e l . O bsdrvese q u e , en e l i l l t im o c a s o , a l au m en ta r e l numéro de ex p o n en - c i a l e s d e l a j u s t e r e a l i z a d o , l a v id a m edia d e l n iv e l co n v e rg e h a c ia e l va­ l o r o b te n id o en a u s e n c ia de c a s c a d a s , p e ro m a n te n id n d o se , en to d o c a s o , - a i e j a d o . N ivel (P a sch e n ) Umbral TABLA I 11 eV so b re um bra l (una e x p o n .) A j. 1 expon . A j. 2 ex p o n . A j. 3 expon. 2p, 18 ,7 59 ,2 2 8 ,2 1 5 4 ,6 2 5 ,2 9 0 ,3 284 2P, 19 ,7 5 2 ,3 2 9 ,0 1 5 8 ,8 2 7 ,4 9 7 ,6 249 En c u a lq u ie r c a s o , debe t e n e r s e muy en c u e n ta que l a p o b la c id n r e l a t i f va de dos n iv e l e s e n e r g d t ic o s 1 y 2 (n.j < n^) , n ^ /n ^ , c r e c e co n l a e n e r g f a de e x c i t a c i d n h a s t a un o s 25 v , d ism inuyendo lu e g o 1 en tam e n te a l c o n t in u a r aum entando l a e n e r g f a . P or t a n t o , s i l a e n e rg fa de e x c i t a c i d n e s ya su p e ­ r i o r a e s t e v a l o r , no se f a v o r e c e n l a s c a s c a d a s p o r e l e v a r i a . En l a f i g . - 17 , en que se r e p r e s e n ta n l a s s e c c io n e s e f i c a c e s p a ra l a s e x c i t a c i o n e s - e l e c t r ô n i c 2 .s d esd e e l n iv e l fu n d a m e n ta l a l n r e la t iv d .3 a l a s s e c c io n e s e f i c a c e s p a ra l a p o b la c id n d e l p r im e r e z c c lta d o , en e l h id ro g e n o , en fu n c id n - de l a e n e r g f a de e x c iü a c id n ( 1 0 5 ) , se puede a p r e c i a r e s t e e f e c t o . 3n s i t u a c i o n e s en que l a - e l im in a c id n de l a s c a s c a d a s no s e a p o s i b l e , su i d e n t i f i c a c i d n puede f a c i l i t e r n o ta b le m e n te e l a n a l i s i s de l a c u rv a g lo b a l de d e s e x c i t a c i d n . E s ta i d e n t i f i c a - c id n s u e le l l e v a r s e a cab o o b - se rv a n d o l a v a r i a c i d a de l a c u r v a a l c a n b ia r l o s v a lo r e s de a l gunos p a rd m e tro s q u e , como l a - e n e r g f a de l o s e l e c t r o n e s y e l i n t e r v a l o de e x c i t a c i d n , m o d ify c a n l a o o fa la c id n I n i c i a l r e l a t i *o X J J F ig. 17 va de l o s e s ta d o s s u p e r io r e s de e x c i t a c i d n , o q u e , como l a p r e s id n , p e rm i- t e n d i s t i n g u i r l o s n i v e l e s s u s c e p t i b l e s de p o b la r s e p o r a u to a b s o r c id n de - l o s no r é s o n a n te s ( 2 5 9 ) . l a v a r i a c i d a d e l a p r e s id n se h a em pleado tam b id n a manudo e n l a e l u c id a c i d n de l a s d i v e r s a ' s i t u a c i o n e s que se pueden p r e - s e n t a r seg tîn l o s v a lo r e s r e l a t i v e s de l a s v id a s m éd ias de do s e s ta d o s en - in t e r c o n v e r s id n c o l i s i o n a l , c a n a l de d e s p o b la c id n f re ç u e n te m e n te d i f f c i l - de d i s t i n g u i r de l a c o m b in ac id n s e c u e n c i a l de d o s c a s c a d a s en u n a c u rv a evç p e r im e n ta l . S i l a s c a s c a d a s no son e v i t a b l e s n i a i s l a b l e s , l a c o n s i s t e n c i a d e l - s i s te m a de e c u a c io n e s l i g a d a s de l a s v e lo c id a d e s de p o b la c id n de l o s d iver^ SOS n i v e l e s , c o n o c id a s su s p o b la c io n e s i n i c i a l e s , p ro p o rc io n a un m etodo - muy s e g u r o , aunque a lg o c o m p le jo , p a r a l a o b te n c id n de l a v id a m ed ia de un n iv e l p o b la d o p o r to d a una ca d e n a de c a s c a d a s . E l p ro c e d im ie n to , co n o c id o cono AiJDC ( " a r b i t r a r i l y n o rm a l is e d d ec ay c u r v e s " ) o ACDC ( " a n a l y s i s o f cor^ r e l a t e d d ecay c u r v e s " ) , y que ha s id o y a u t i l i z a d o p o r d iv e r s e s a u t o r e s - ( 2 0 ,1 7 5 ,1 7 6 ,2 6 0 ) , t i e n e su p r im e r p r e c e d e n te en l a s e c u a c io n e s de E sso n , - p r o p u e s ta s en 1966 (261) p a r a l a s r e a c c io n e s q u fm ic a s l i g a d a s s e c u e n c ia l - m e n te , y lu e g o a p l i c a d a s p o r Soddy ( 2 6 2 ) en e l d is e n o de su m âqu ina a n a l 6 - g i c a que s in u l a b a c u rv a s de d e c r e c im ie n to con c a s c a d a s h a s ta de t e r c e r o r - den . De h ec h o , l a s im u la c ld n de c a sc a d a s d esd e n iv e l e s de l o s que se p o see a lg u n a in fo rm a c id n c o n s t i tu y e una a p ro x im ac id n s i n t d t i c a s e n c i l l a a l co n o - c im ie n to de l a fo rm a c id n de una d e te rm in a d a c u rv a e x p e r im e n ta l (6 9 ) . Un f a c t o r d e c is iv o en e l co n o c im ie n to de una c u rv a e x p e r im e n ta l de - d e s e x c i ta c id n e s e l tiem po de m ed ida, y e l l o no s d lo p o rq u e , e s ta n d o d irec_ tam en te r e la c io n a d o con e l numéro de c u e n ta s a c u m u la d as , e s t o e s l a " i n t e n s id a d " i n i c i a l , d e te rm in e l a e s t a d f s t i c a de l a c u rv a y , con e l l a , l a p r e c i , s id n de su fo rm a , s in o tam b idn p o rq u e , s i se f i j a un l i m i t e i n f e r i o r de re^ l a c id n s e n a l t r u id o como a c e p t a b l e , desech an d o l a p o r c id n de cu rv a que no - l o s u p e r e , que s e r a l a mds a l e j a d a de l a e x c i t a c i d n , l a d u ra c id n de l a h i ^ t o r i a c o n o c ib le ( a c e p ta b le ) de una cu rv a de d e s e x c i ta c id n e s t a r a e n r a z d n d i r e c t a d e l tiem po de m e d id a , p o r e s t a r l o de su in te n s id a d i n i c i a l . Y e l - co n o c im ie n to de l a zona de tie m p o s l a r g o s puede s e r d e c is iv o en l a e s t im a - c id n de l a s c a s c a d a s , y , p o r e n d e , en l a f i j a c i d n de l a d e s v ia c id n norm al d e l v a lo r o b te n id o p a ra l a v id a m edia d e l e s ta d o de i n t e r d s . Es p o r e s to q u e , au n q u e , p a ra una in te n s id a d i n i c i a l d ad a , l a p r e c i ­ s id n de l a V ida m edia de i n t e r d s c r e z c a con l a r e l a c i d n Nj (0 )/îT j^ (o ), a i e n - do N j(o ) y N^(o) l a s r e s p e c t i v a s p o b la c io n e s i n i c i a l e s de l o s n iv e l e s de - i n t e r d s y p o b la d o r p o r c a s c a d a , e l l o e s c i e r t o s d lo h a s ta que e s t e v a l o r - s e a ta n g ran d e que e l tiem po de o b s e rv a c id n s e a i n s u f l c i e n t e p ara a p r e c i a r l a d d b i l c a s c a d a , q u e , no o b s ta n te su im p ed id a e v a ilu a c id n , e s ld m o d if ic a n - do l a com ponente p r i n c i p a l . E x i s t e , p o r t a n t o , un v a lo r de l a r e l a c i d n - Kj ( o )/N ĵ (o) que m in im iza l a d e s v ia c id n norm al de l a v id a media de i n t e r d s , su p u e s to s c o n s ta n te s e l r e s t o de l o s p a ra m e tro s e x p é r im e n ta le s . O tro f a c t o r que in f lu y e de form a muy im p o r ta n te en l a e x e c t i tu d con - que puede m e d irse una v id a m edia en p r e s e n c ia de c a s c a d a s e s la s i m i l i tu d o d i s i m i l i t u d de l a s c o n s ta n te s de tiem po d e l n iv e l de i n t e r d s y de l o s - o r fg e n e s de a q u d l la s . S i e s t a s l î l t im a s son muy l a r g a s o muy c c r ta s f r e n t e a l a V ida m ed ia que se p re te n d s m e d ir , su i n f l u e n c i a so b re d s ta s e r d muy - d i f e r i d a o muy s d b i t a y , p o r t a n t o , d e s p r e c ia b le en l a zona en que se man^ f i e s t e l a e x p o n e n c ia l " p r i n c i p a l " . P o r e l c o n t r a r i o , s i l a c o n s ta n te de - tiem po de u n a c a sc a d a e s dem asiado s i m i l a r a l a v id a m edia d e l n iv e l p o b l^ d o , no e s p o s ib le a p r e c i a r a i s l a d a su c o n t r ib u o id n s in o a t ie n p o s en que - e l r u id o e s e x c e s iv o , p u d iendo l l e g a r t a l e s c a s c a d e s a im p o s i b i l i t a r l a - e v a lu a c id n de e s a v id a m edia (2 6 3 ); en e s to s c a s o s , de g ra n s i m i l i tu d de - v id a s m é d ia s , l a d e s p o b la c id n g lo b a l «tel n iv e l de i n t e r d s e s td m e jo r d e s c r ^ t a , segiîn C a rrd y c o l . (2 6 4 ) , p o r e l p ro d u c to de un p o lin o m io p o r u n a fu n ­ c id n e x p o n e n c ia l que p o r l a suma de dos e x p o n e n c ia le s . Oomo r é g l a g e n e r a l se puede a f i r m a r que l a i n f l u e n c i a de l a s c a s c a d a s so b re l a e x a c t i tu d con que puede m e d irse l a v id a m ed ia d e l e s ta d o que p u e b la n aum enta con l a s im l l i t u d de l a s c o n s ta n t e s de d e s e x c i ta c id n y de l a s p o b la c io n e s de l o s e s t a ­ dos p o b la d o re s y d e l p o b lad o ( 9 ) , aunque t a l e x a c t i t u d , o , d ic h o de o t r o - modo, l a p r e c i s i d n p o s ib l e en l a r e s o lu c id n de dos e x p o n e n c ia le s , e s una - fu n c id n c o m p le ja de l a s r a z o n e s de e s to s p a rd m e tm s hom dlogos (2 6 4 ) . P a ra e l a n d l i s i s de l a s c u rv a s e x p é r im e n ta le s de d e s e x c i t a c id n , m ultj^ e x p o n e n c ia le s en p r e s e n c ia ( c o r r i e n t e ) de p o b la c id n p o r c a s c a d a s , se u t i l j ^ zan co n f r e c u e n c ia d iv e r s e s a lg o r i tm o s d is e n a d o s p a r a o p t im iz a r l o s parame^ t r o s ( c t e . de tiem p o y a m p litu d ) de un mlmero de e x p o n e n c ia le s g en e ra lm e n - t e p r e f i j a d o a cuya suma se deben a j u s t e r , como e l de mfnimos c u a d ra d o s no l i n e a l , u san d o e l m dtodo de G au ss , em pleado p o r K ay& llah (1 8 0 ) . E s to s a lg £ r i tm o s son c a s i s ie m p re a u to m a t iz a b le s , co n d u c ien d o a p ro g ra m as , como e l - FRANTIC, d e s a r r o l l a d o en e l MIT, q u e , adem as, d é te rm in a e l numéro de compo^ n e n te s e x p o n e n c ia le s (1 7 4 ) . E s to s a j u s t e s a u to m a tiz a d o s d i s t a n , s i n embar­ g o , mucho de p ro p o rc io n a r buenos r e s u l t a d o s , como se ha com entado en l a — s e c c id n 1 .3 . En una s im u la c id n r e a l i z a d a a l e f e c to p o r C u r t i s ( l7 6 ) se corn p ru e b a que e l a j u s t e p o r o rd e n a d o r de u n a c u rv a t r ie x p o n e n c ia l a r t i f i c i a l p r o p o rc io n a muy d iv e r s e s v a lo r e s p a r a l a s v id a s m éd ias de l a s com ponentes a n a l iz a d a s segiîn e l mîmero de e x p o n e n c ia le s a que se r e a l i c e e l a j u s t e y - e l e r r o r e s t a d f s t i c o , in te n c io n a d a m e n te in t r o d u c id o , La c a l id a d d e l a j u s t e aum enta con e l niîmero de e x p o n e n c ia le s y d ism in u y e a l aum en ta r e l e r r o r e £ t a d f s t i c o , p e ro l a p r o b a b i l id a d “t ? e s td muy l e j o s de in fo rm a rn o s de l a - v e rd a d e ra bondad d e l a j u s t e e f e c tu a d o , p o r l o que no se puede c o n s id é r e r - e l m dtodo de a j u s t e s m u lt ie x p o n e n c ia le s como c o r r e c to . No o b s ta n te , e l a j u s t e de c u rv a s a fo rm as e x p o n e n c ia le s com puestas e s un m dtodo s a t i s f a c t o r i o en muchos c a s o s , y e s p e c ia lm e n te cuando l a u rg e n - c i a en d is p o n e r de v a lo r e s ap rox im ados p e rm ite a d m i t i r a lg u n a im p r e c is id n , E l a j u s t e a fo rm as de mds de dos e x p o n e n c ia le s no e s , no rm alm en te , s a t i s ­ f a c t o r i o , p e ro a menudo e s s u f i c i e n t e u n a o d o s . Mds i n t e r s s a n té s son l o s a j u s t e s r e s t r i n g i d o s , que se b o sq u e ja n a con t in u a c id n . E l mîmero de p a ra m e tro s de un a j u s t e m u lt ie x p o n e n c ia l e s , en - p r i n c i p i o , e l d o b le que e l numéro de e x p o n e n c ia le s que componen l a fu n c id n . P ero , como se v e r d , muchos de e s to s p a rd m e tro s pueden conO cerse "a p r i o r i " . Sn a u s e n c ia de c a s c a d a s i n d i r e c t a s (o rd e n s u p e r io r a 1 en l a f i g , 1 3 ) , l a e v o lu c id n te m p o ra l de l a i n te n s id a d de l a t r a n s i c i d n o b se rv a d a v i e ne dada p o r (1 7 6 ) ; (o)or k = j+1 donde ^ = 1 /? 1 y B = A ./AT., p u d id n d o se d e te rm in a r A ,, a p a r t i r de l a s -n n J 1 J J X ra z o n e s de r a m i f ic a c id n m edidas o c a lc u la d a s . La m edida de I ^ ^ ( t ) y de - I j^ j(o ) re d u c e e l mîmero de p a ra m e tro s d e l p rob lem a d e l a j u s t e de z exp one n d a l e s de 2 s a 2 . S in em bargo , e s to so lo e s p o s ib l e , p o r d e s g r a c ia , en au ­ s e n c ia de c a s c a d a s i n d i r e c t a s , como en e l c a so d e l a j u s t e de dos exponen­ c i a l e s , en que e l mîmero de p a rd m e tro s l i b r e s se re d u c e de 4 a 2 , con r e ­ s u l t a d o s e s p e c ta c u la r m e n te m a jo re s que en e l a j u s t e no r e s t r i n g i d o , aunque l a s dos v id a s m éd ias s e a n p rd x im a s . N a tu ra lm e n te , e s t e mdtodo m e jo ra aiîn mas s i se pueden m ed ir l a s v id a s m édias de l o s n iv e l e s s u p e r io r e s que p u e b la n p o r c a sc a d a a l de i n t e r d s y - e s to s v a lo r e s se in c o rp o r a n a l a j u s t e r e s t r i n g i d o como p a rd m e tro s f i j o s , - d ism inuyendo e l mîmero de l o s l i b r e s . La l i m i t a c i d n de lo s a j u s t e s r e s t r i n g i d o s con Z p a ra m e tro s a l o s c a ­ so s en que no h ay a c a s c a d a s i n d i r e c t a s d e s a p a re c e en e l mdtodo de a j u s t e - p o r i n t e g r a c i d n de l a s c u rv a s de d e s p o b la c id n ( l 7 6 ) . La in te n s id a d de una t r a n s i c i d n j —» i v ie n e d a d a , en fu n c id n d e l tie m p o , p o r I j f ( t ) = N j ( t ) .A .^ ( f e M ) (34] G o n siderando [34] y [31] e in te g r a n d o : - 6 1 - T ( t ) d t - I ( t ) d t De donde [37] s i e n d o : [38] La e c u a c id n [36] p e rm ite c a l c u l e r in m e d ia tam en te a p a r t i r de l o s - v a lo r e s de l a I n te n s id a d de l a c u rv a e x p e r im e n ta l en d o s momento s c u a le s - q u i e r a , t= 0 y t= T , y de l o s v a lo r e s de l a s in te n s id a d e s de l a s c a s c a d a s , - Cj^, y de l a s d e s e x c i t a c io n e s , D^, in te g r a d a s e n t r e l o s mismos moment o s , 0 y T. E v id e n te m e n te , t a n s d lo se deben c o n s id e r a r l a s c a s c a d a s d i r e c t e s , ya que l a s i n d i r e c t a s e s t^ n im p lf c i t a s en l a s fo rm as de l ( t ) de l a s p r im e ra s , p e ro e s de l a mayor im p o r ta n c ia que se c o n s id e r e n to d a s l a s c a s c a d a s d i r e £ t a s , l o que se v e r i f i e s c a lc u la n d o ( [ 3 6 ] ) p a r a d i f e r e n t e s i n t e r v a l e s - de tie m p o . Desde lu e g o , e s tam b idn im p r e s c in d ib le un buen e s p e c t r e l ( ^ ) - que p e r m i ts l a n e c e s a r ia n o rm a l iz a c id n comdn de l a s c u r v a s de d e s p o b la c id n , aunque se pueden a n a l i z a r co n ju n ta m e n te l a s I f n e a s no r e s u e l t a s en e l e s - p e c t r o s i ambas c o rre sp o n d e n a l mismo t i p o de t r a n s i c i d n ( c o D ). E s te md­ to d o p r o p o rc io n a e x c e le n te s r e s u l t a d o s aunque e l e r r o r e s t a d f s t i c o s e a - g ra n d e . L as c a sc a d a s no m e d ib le s pueden s u b s t i t u i r s e p o r o t r a s m e d ib le s - con o r ig e n en e l mismo n i v e l ; s i se conoce l a r a z d n de r a m i f i c a c id n , y t e ­ n ie n d o en c u e n ta que l a d e p e n d e n c ia te m p o ra l de ambas e s l a misma ( v e r - e c u a c id n [ 3 4 ] ) , b a s ta una ad ecu ad a n o r m a l iz a c id n . S i u n a c a s c a d a e s inm ed£ b l e , p e ro se conoce su p r o b a b i l id a d , con e l l a puede g e n e r a r s e l a c a sc a d a y s e g u i r a d e la n te , lo que p e rm ite a s f c o n s id e r a r in c lu s o t r a n s i c i o n e s no r a ­ d i a t i v a s . Por u l t im o , l a v id a m ed ia d e l n iv e l j se o b t ie n e m ed ian te un a j u s t e - r e s t r i n g i d o con l a e c u a c id n [ 3 3 ] , h ab ie n d o se a b s o rb id o l a s c a s c a d a s i n d i ­ r e c t a s en l a s com ponentes d i r e c t a s . No s iem p re son in d e s e a b le s l a s c a s c a d a s , s i n em bargo. E s ta s componen­ t e s pueden c o n te n e r in fo rm a c id n v a l io s a so b re l a s t i d a s m éd ias de l o s e s t £ dos s u p e r io r e s que c o n tr ib u y e n a l a c a s c a d a , in fo rm a c id n e v e n tu a im e n te no o b te n ib le a p a r t i r de su e m is id n d i r e c t a ( 2 6 5 ) , h a b id n d o se d e s a r r o l l a d o - m ontaj e s a l e f e c to en l a td c n ic a de e x c i t a c i d n p o r p u ls o s e l e c t r d n i c o s - (2 6 6 ) . G e n e ra im e n ts , e s t e a r d id se em plea cuando l a d e s e x c i t a c id n d e l e s t £ do s u p e r io r se p roduce en l a zona IE d e l e s p e c t r o , y no e s fd c i lm e n te ob­ s e r v a b le , so b re to d o con d is c r im in a c id n te m p o ra l d e l o rd e n d e l n a n o seg u n - d o , ya que lo s d e t e c to r e s u s u a l e s en e s t a zona de lo n g i tu d e s de onda t i e ­ nen tiem p o s de r e s p u e s ta n o ta b le m e n te m ay o res . A s f , K h a y ^ la h i n t e n t a , en uno de su s t r a b a jo s ( I 8 O ), e s t a b l e c e r l a s c o n d ic io n e s e x p é r im e n ta le s condu c e n te s a l a m ax im izac idn de l a c o n t r ib u c id n r e l a t i v a de l a s c a s c a d a s a l a r a d ia c id n v i s i b l e e m it id a p o r l a d e s e x c i ta c id n de e s ta d o s i n f e r i o r e s , h ab ^ da c u e n ta de l a d e s fa v o ra b le r e l a c i d n de l a s ra z o n e s de r a m i f ic a c id n de — o t r a s c a sc a d a s no d e s e a d a s d esd e o t r o s e s ta d o s s u p e r io r e s y de l a g ra n d i ­ f e r e n c i a e n t r e su s v id a s m é d ia s . N a tu ra lm e n te , una de l a s c o n d ic io n e s que se v a r f a en e s t e t r a b a j o e s l a lo n g i tu d d e l im p u lse e l e c t r d n i c o de e x c i t a ­ c id n , a cuyo v a lo r e s p ro p o rc io n a l l a c o n t r ib u c id n r e l a t i v a de l a s c a s c a ­ d as de v id a m edia l a r g a , como y a se ha com entado . Las c a s c a d a s se pueden em p lea r tam b idn como m edio de e x c i t a c i d n a n i ­ v e le s no r é s o n a n te s , p o r e je m p lo , e x c ita n d o s e le c t iv a m e n te con un l a s e r - s in to n iz a d o a l a f r e c u e n c ia ad ecu ad a un n i v e l r é s o n a n te s u p e r io r d esd e e l que l a p r o b a b i l id a d de t r a n s i c i d n a l e s ta d o de i n t e r d s s e a g ran d e ( 4 9 ,2 0 0 ) . En t a i e s c a s o s , s i e l n iv e l d ir e c ta m e n te e x c i ta d o e s e l k , y e l j e l p o b l£ do p o r c a sc a d a d esd e e l k î Nj^(t) = N j^ (0 )e" V [39] dN t = " / r ["°] s ie n d o y l a s p r o b a b i l id a d e s t o t a l e s de t r a n s i c i d n d esd e l o s e s ta d o s k y j , r e s p e c t iv a m e n te , y A^^ l a p r o b a b i l id a d de l a t r a n s i c i d n k —► j . I n - t ro d u c ie n d o [391 en [40] e in te g re m d o , se o b t ie n e l a e v o lu c id n te m p o - ra l - de l a p o b la c id n d e l n iv e l de i n t e r d s : M = K ( 0) — ^ [ 4 l J p u d id n d o se o b te n e r Z"j=A^ ̂ s i se conoce A^ y se com para l a fo rm a de l a - c u rv a Nj ( t ) e x p e r im e n ta l con una f a m i l i a de f u n c io n e s g e n e ra - d a s te d r ic a m e n te p a ra d iv e r s e s v a lo r e s d e l p a rd m e tro A^. P o r d l t im o , se debe c o n s id e r a r e l e f e c to de l a p r e s e n c ia de c a s c a d a s s o b re l a s m ed idas en t r a n s i c i o n e s p o l a r i z a d a s . S i l o s n i v e l e s d e g e n e rad o s de un e s ta d o a td m ico no se p u e b la n e s t a d f s t i c a m e n te , s in o que se e s ta b l e c e u n a d i r e c c id n p r i v i l e g i a d a (como l a d e l h az e x c i t a d o r , p . e . ) , l a d i s t r i b u ­ c id n e s p a c i a l de l a e m is id n no e s i s d t r o p a , y l a fu n c id n te m p o ra l o b se rv a ­ da en e l pequeno d n g u lo s d l i d o s u b te n d id o p o r e l d e t e c t o r no e s r e p r e s e n t s t i v a d e l c o n ju n to de l a e m is id n , s i b ie n obedece a u n a d i s t r i b u c i d n geomd- t r i c o - t e m p o r a l e s t a b l e c i b l e t e d r ic a m e n te . S in em bargo, l a r e p o b la c id n p o r c a s c a d a s t i e n d e a d e s t r u i r l a p o l a r i z a c i d n i n i c i a l de l a m u e s t r a , y , con - e l l a , e s t a d i s t r i b u c i d n a n g u la r de l a i n t e n s i d a d . De h e c h o , s i e s t e e f e c to no se t i e n e en c u e n ta , pueden o b te n e r s e v a r ia c io n e s de i n t e n s id a d en u n a - d i r e c c id n dada de h a s t a e l 33^ ( l 7 6 ) , p o r c a u sa de l a s c a s c a d a s , " d e s p o la - r i z a n t e s " , s i n q u e , n a tu r a lm e n te , v a r i e l a in te n s id a d t o t a l i n t e g r a d a . 1 .7 LOS Î.ËTALB3 ALCALIUOS Los m e ta le s a l c a l i n o s , L i , Ha, K, Rb, Cs y P r , c o n s t i tu y e n e l p r im e r g rupo - s u b g ru p o A- d e l S is te m a P e r id d ic o de l o s E le m e n to s . E l lo e s t a d e t e r minado p o r su c o n f ig u r a c id n e l e c t r d n i c a , q u e , s o b re una e s t r u c t u r a de c a - p as c e r r a d a s , enorm em ente e s t a b l e (momento a n g u la r t o t a l c e r o ) , c o r re s p o n ­ d ie n te a l a c o n f ig u r a c id n e l e c t r d n i c a t o t a l d e l g a s n o b le que l e p re c e d e - en e l p é r io d e a n t e r i o r d e l l î l t im o g rupo d e l S .P . , anade un vînico e l e c t r d n en un o r b i t a l s . E s te e l e c t r d n e s t d , a s i , d d b ilm e n te r e te n id o p o r l a e s ­ t r u c t u r a c e r r a d a i n t e r n a , como lo m u e s tra n l o s b a jo s p o t e n c i a l e s de i o n i z a c id n de e s t o s e lem e n to s ( t a b l a I I ) . l a l a b i l i d a d d e l e l e c t r d n de V a le n c ia de l o s me t a l e s a l c a l i n o s e s r e £ p e n sa b le de s u s p ro p ie d a d e s f i s i c a s y q u im ic a s mas c a r a c t e r i s t i c a s . A s i, - e s to s e le m e n to s so n e x c e l e n te s c o n d u e to r e s e l d c t r i c o s y f o to e m is o r e s , g en £ ra lm e n te b la n d os y de p u n to de f u s id n b a jo . Al s e r l o s m e ta le s mas e le c tro _ p o s i t i v e s e x i s t a n t e s , su r e a c t iv i d a d q u im ica e s e x tre m a d a , aum entando a l - d is m in u ir su e l e c t r o n e g a t i v i d a d , o tam b id n su p o te n c i a l de i o n i z a c id n , e s ­ to e s a l d e s c e n d e r en e l g ru p o . TABLA I I (267) Li Ha K Rb Cs P r C onf. e l e c t r d n i c a [He] 28 [He] 3s [A] 4 9 [K r j5 s [Xe] 69 fR n]7s 1®^ p o te n c ia l de io n . ( v) 5 ,3 6 5 ,12 4 ,3 2 4 ,1 6 3 ,8 7 - 2 9 H M II 7 5 ,2 8 4 7 ,0 6 3 1 ,6 6 - - - P un to de f u s id n ( *C) 179 9 7 ,5 6 3 ,5 3 9 ,0 2 8 ,4 - " " e b u l l i c i d n (°C ) 1372 892 774 679 690 - La q u im ica in o r g d n ic a , d e s c r i p t i v e y t e d r i c a de l o s m e ta le s a l c a l i n o s se e n c u e n t r a re c o g id a en d iv e r s e s y e x c e l e n te s t e x t o s , como e l Me11o r (268) p a ra e l K, Rb, Cs y P r , y e l P e r e l ' man (2 6 9 ) , l i b r e de c o n s u l ta muy comple_ to so b re e l Rb y Cs. En e s t e t r a b a j o , l a s u n ic a s p ro p ie d a d e s q u fm icas de - e s to s e le m e n to s que son de i n t e r d s son l a s r e la c io n a d a s con su m a n ip u la - c id n , que p r é s e n ta l o s p ro b lem as d e r iv a d o s de su e le v a d a r e a c t i v i d a d . E s ta r e a c t iv i d a d se ex tre m a en e s ta d o g a s e o s o , p la n te a n d o s e en e l t i p o de tra b a , jo que se p r é s e n ta en e s t a m em oria e l r e t o de lu c h a r c o n t r a l a ex tre m ad a - a c c id n c o r r o s iv a de l o s v a p o re s de l o s m e ta le s a l c a l i n o s a a l t a s te m p e ra tu r a s , e f e c to mucho mds im p o r ta n te y t r a s c e n d e n te que l a r a p id e s con que l o s e le m e n to s se r e c u b re n a l a i r e con una ca p a de su s d x id o s , que s ie m p re pue­ de e v i t a r s e o r e d u c i r s e m e d ian te su m a n ip u la c id n en d i s o lv e n te s a ro m a tlc o s s e c o s , a tm d s fe ra i n e r t e o v a c io . . P a ra c o n te n e r l o s v a p o re s de l o s m e ta le s a l c a l i n o s se han d e s a r r o l l a ­ do v i d r i o s e s p e c i a l e s , como l a g e l a n i t a (270) o e l v id r io de a lu m tn o e i l ic s i t o 1720 de C o rn in g , em pleado en l a c o n s t r u c c id n de am p o lla s a l e f e c to (271, 2 7 2 ) t p a r a u t i l i z a c i d n h a s ta 500®C, p e ro su u so e s t a l im i ta d o p o r l a d i f i ­ o u l ta d de su so p la d o y p o r su r e a c t iv i d a d con l o s e le m e n to s a l c a l i n o s a - te m p e ra tu ra s e le v a d a s . P a ra l a m ayor p a r te d e l cu e rp o de l o s c o n t in e n te s - pueden e m p le a rse con buenos r e s u l t a d o s a c e r o s in o x id a b le s como e l t i p o 304 ( l 2 0 ) , aunque te n ie n d o en c u e n ta su c o r r o s id n p o r l o s h id rd x id o s a l c a l i n o s e s tu d ia d a p o r Gotzmann (273) p a r a e l CsOH, form ado p o r r e a c c id n d e l Cs me- t d l i c o con Og r e s id u a l o H^O de humedad ( l o que m arca l a im p o r ta n c ia de l a a u s e n c ia de e s to s com puestos eu r e c i p i e n t e s de a c e ro in o x id a b le c o n te n ie n - do Cs p a r a e v i t a r su c o r r o s id n ) ; l a a c t iv i d a d c o r r o s iv a d e l v ap o r de CsOH e s , no o b s t a n t e , im p o r ta n te ta n s d lo p o r encim a de 10~^ atm (76 t o r r ) de - p r e s id n p a r c i a l , e s m enor que l a d e l I f q u id o y aum enta con l a te m p e r a tu ra . P a ra l a s v e n ta n a s que n e c e s a r ia m e n te deben in c o r p o r e r e s t a s cdm aras de a c £ ro p a r a l a s a p l ic a c io n e s e s p e c tro s o d p io a s pueden e m p le a rs e j aunque con l a s l im i t a c io n e s in d ic a d a s , l o s v id r io s tam b id n u t i l i z a d o s en l a c o n s t r u c c id n de a m p o lla s ( 2 2 7 ) , p é ro p e r s i s t e e l p ro b lem a de su a taq u e a te m p e r a tu ra s - a l t a s . E l r e c i e n t e d e s a r r o l l o de l a s td c n ic a s de " tu b o de c a l o r " , en que - l a v e n ta n a perm anece a u n a te m p e ra tu ra b a ja m ie n tr a s que e l v ap o r a l c a l i n o a a l t a te m p e ra tu ra se m an tien e e n t r e r é g io n s s de g as i n e r t e , ha m it ig a d o - s ig n i f i c a t iv a m e n te e l p rob lem a ( 2 7 4 ,2 7 5 ) . En c i e r t a s a p l i c a c i o n e s , s i n em­ b a rg o , e s e s e n c ia l d is p o n e r de u n a f r o n t e r a b ie n d e f in i d a e n t r e e l v a p o r y l a v e n ta n a y , en e s to s c a s o s , e l z a f i r o s i n t d t i o o (a ld m in a c r i s t a l i n a ) , - muy r e s i s t e n t e a l o s v a p o re s a l c a l i n o s c a l i e n t e s ( l 2 0 ) , p ro p o rc io n a l a me- j o r co m b in ac id n de r e s i s t e n c i a a l a c o r r o s id n y t r a n s p a r e n c i a d p t i c a ( 2 7 l ) . P a ra e x p e r im e n to s con L i , so n mas rec o m an d a b les l a s v e n ta n a s de MgO, n o ta ­ b le m en te r e s i s t e n t e s a l a ta q u e p o r e s t e e lem en to (2 7 5 ,2 7 7 ) . Los c o n t in e n ­ t e s p a ra Cs han s id o ta n b ié n t r a t a d o s en dos t r a b a j o s de îlakam ura (2 7 3 , - 2 7 9 ) . S in em bargo, l o s m e ta le s a l c a l i n o s , b lsu id o s , de b a jo p u n to de f u s io n y de p r e s id n de v ap o r r e la t iv a m e n te e le v a d a , se c u e n ta n e n t r e l o s m e ta le s que menos p rob lem as p r e s e n ta n p a r a s e r v a p o r iz a d o s y, a i s l a d o s su s a to m o s , p o d e r m ed ir so b re e l l o s l a s v id a s m éd ias de s u s e s ta d o s p o r l o s m étodos - d i s c u t id o s en l a s s e c c io n e s p r e c e d e n te s ( 2 3 ) , y a q u e , p o r s im p le c a l e f a c - c id n en v acx o , e s f a c i l o b te n e r u n a a tm d s fe ra ad e cu a d a d e l v a p o r a td m ic o - ( 2 9 7 ) e , in c lu s o , h a c e s a td m ic o s (2 9 3 ,2 9 8 ) muy f in o s ( 1 0 2 ) , mas o menos c £ lim a d o s ( 4 0 ) y p u ls a d o s (2 9 9 ) , s i n n e c e s id a d de r e c u r r i r a td c n ic a s mas s £ f i s t i c a d a s , cono l a p u lv e r i z a c id n ( 2 8 0 ) , f re c u e n te m e n te em p leada en l a me­ d id a de v id a s m éd ias a td m ic a s de m e ta l e s . Las m ed idas r e a l i z a d a s so b re e s ­ to s v a p o re s pueden p r e s e n te r l o s p ro b lem as de a u to a b s o r c id n (4 4 ,2 8 1 ) y de c o l i s io n e s ( 1 9 4 ,2 2 7 ) , y a e s tu d ia d o s , p e ro e s t o s p ro b lem as no se p la m te a n - en m edidas como l a s r e a l i z a d a s en a m p o lla s s e l l a d a s a p r e s io n e s de v a p o r - a l c a l i n o com prend idas e n t r e 10 ^ y 10*”^ t o r r , aunque l a p r e s id n r e s i d u a l - se a d e l o rd en de 5 .1 0 “"^ t o r r ( 5 4 ) . De h ec h o , se ha d ed u c id o te d r ic a m e n te - (282) que p r e s io n e s de Hg m enores de 5 .1 O"^ t o r r no o r ig in a n d e s p o b la c id n c o l i s i o n a l de l o s e s ta d o s e x c i t a d o s . Como se s c a b a de a p u n ta r , l a o b te n c id n de u n a a tm d s fe ra de v ap o r a l c £ l i n o s u f i c i e n t e p a r a r e a l i z a r s o b re e l l a l a m edida de c o n s ta n t e s a td m ic a s se r e a l i z a m e jo r c a le n ta n d o e l m é ta l en v ac fo que en u n a a tm d s fe r a r e s i ­ d u a l , s i q u i e r a s e a d s t a i n e r t e . Y e l l o no po rque l a v e lo c id a d de evaporiza_ c id n dependa de l a p r e s id n r e s i d u a l , de l a que e s in t r f n s e c a m e n te in d e p e n ­ d ie n te ( 2 8 3 ) , s in o p o rque l a d i f u s i d n d e l v ap o r a l c a l i n o v a p o r iz a d o p o r en t r e e l g as r e s id u a l que ocupa una câm ara (284) se e n c u e n t r a d i f i c u l t a d a - p o r d s t e , h a s ta l l e g a r a h a c e r d e p e n d e r l a p r e s id n de v a p o r a p a r e n te d e l - m e ta l a l c a l i n o de l a p r e s id n de o t r o g a s en e l r e c i n t o , s i d s t a e s d e l o r ­ den de a lg u n o s t o r r ( 2 3 5 ) , a l tiem p o que u n a m ayor p r e s id n de g a s r e s id u a l c o n t r i buye a au m en ta r l o s p ro b lem as c o l i s i o n a l e s y lo s de d i s p e r s id n d e l - a g e n te e x c i t a d o r , en su c a s o . Ademas, l a v a p o r iz a c id n en v a c f o , p r im e ra - e ta p a de l a lla m a d a d e s t i l a c i d n m o le c u la r , t a n u t i l en d s te (283 ) y en o t r o s campos (2 8 6 ) , y p a r a l a que se han d e s a r r o l l a d o i n f n i d a d de i n s t a l a c lo n e s (2 8 7 -2 8 9 ) , p r o p o rc io n a un e x c e le n te m edio de e l im in a c id n de l a s p r i n c i p a l e s im p u rezas que acom pahan a lo s m e ta le s a l c a l i n o s [Hg, d x id o s . G 7 m e ta le s (2 3 9 ,2 9 0 )3 , s i se toma l a p re c a u c id n de am p le a r bombas s i a a c e i t e (como l a s de a b s o r c id n de z e o l i t a ) s i se q u ie re e v i t a r l a co n ta m in a c id n con c a rb o n o p ro c e d e n te de l o s a c e i t e s de l a s bombas u s u a le s ( 2 9 0 ) . - Las c o n d ic io n e s de e l im in a c id n y c o n te n id o s r e s i d u a l e s de d i f e r e n t e s im pu- r e z a s en l a d e s t i l a c i d n m o le c u la r d e l .p o ta s io han s id o ta b u la d a s p o r O r- d y n s k i i (2 9 0 ) p a r a su s i s t e m a . î l a t u r a l n e n t e , l a d e s t i l a c i d n m o le c u la r co m p lé ta puede u t i l i z a r s e p a ra p u r i f i e a r e l m é ta l a n t e s o en e l momento de i n t r o d u c i r l o en l a cam ara o am p o l l a (2 3 9 ) en que se va a so m e te r a l a e s p e c t r o s o o p f a . S s ta p u r i f i c a c i d n p r e v ia es td ! e s p e c ia lm e n te in d ic a d a s i e l r e c i n t o que va a c o n t eue r e l me­ t a l se Va a m a n te n e r b a jo v a c fo e s t â t i c o . O tr a , y muy im p o r ta n te , de l a s v e n t a j a s de l a v a p o r iz a c ié n eu v a c fo y de l a d e s t i l a c i d n m o le c u la r c o n s i s t e e n l a p o s i b i l i d a d de t r a b a j a r a tempe^ r a t u r a s muy i n f e r i o r s s a l a s que s e r f a n n e c e s a r i a s a p r e s id n a tm o s f d r ic a , y a que l a te m p e r a tu ra de l a t r a n s i c i d n f a s e conden!kda-vapor e s f u n c id n i n ­ v e r s a de l a p r é s i d a d e l v a p o r , e s ta n d o ambas v a r i a b l e s l i g a d a s p o r una e x - p r é s i d a d e l t i p o (2 9 2 ) î I g p a A - B/T [42] En l a f i g . 13 se r e p r e s e n ta n l a s p r e s io n e s de v a p o r de l o s m e ta le s a l c a l i n o s en fu n c id n de l a te m p e r a tu r a , m arcdndose l o s p u n to s t r i p l e s , e n - que c o e x i s t e n en e q u i l i b r i o s d l i d o , I f q u id o (291 ) y v a p o r y que m arc a n , so, b re l a c u rv a P ^ ( t ) , l a se, p a r a c id n e n t r e l o s tram os c o r r e s p o n d ie n te s a l a s - t r a n s i c i o n e s s d l id o —* va p o r y I f q u id o - * v a p o r . A p r e s io n e s i n f e r i o r e s a l a c o r r e s p o n d ie n te a l p u n to t r i p l e , l a v a p o r iz a c id n - t e n d r a l u g a r d esd e e l sd ­ l i d o ( s u b l i t n a c i d n ) , s i n f u s id n , y a p r e s io n e s s u - p e r io r e s d esd e e l Ifq u id o ^ TofT Rb, Na 100 300 T F ig .18 p r e v ia f u s id n a l a te m p e ra tu ra d e l p u n to t r i p l e c o r r e s p o n d ie n te . La e v a p o r —a c id n desde una s u p e r f i c i e s d l i d a p u ed e , s i n em bargo , b lo - q u ea rse p o r im p u rezas ( p r in c ip a lm e n te , d x id o s ) c a p a c e s de fo rm a r p e l f c u l a s p r o t e c to r a s cuya d u re z a y g r o s o r pueden s e r c o n s id e r a b l e s , como puede v e r i f i c a r s e en l o s r e s id u o s de l a d e s t i l a c i d n ( 2 9 2 ,2 3 9 ) . En e s to s c a s o s , e l - f a c t o r d é te rm in a n te de l a v e lo c id a d de l i b e r a c i d n d e l v ap o r puede s e r su - d i f u s id n a t r a v e s de l a s p e l f c u l a s s u p e r f i c i a l e s . B ajo e s t a ca p a de d x id o s hay norm alm ente o t r a de g a s e s a d s o rb id o s en l a s u p e r f i c i e d e l m e ta l , que - esca p an en c u a n to c o n s ig u e n a b r i r una b re c h a en a q u d l l a , ac u sa n d o se en f o r ma de un aum ento s i îb i to de p r e s id n que p ro n to r e m i te , con r e c u p e r a c id n d e l v a lo r n o rm a l. I n f lu e n c i a s como ë s t a , a j e n a s a l a te rm o d in am ica d e l m e ta l p u ro , pue­ den modi f i c a r , y , de h e c h o , m o d if ic a n , l a s c o n d ic io n e s de d e s t i l a c i 6 n o v a p o r iz a c id n te < 5 ric a s , p e ro no suponen d i f i c u l t a d e s im p o r ta n te s en l a p r â c t ^ ca e x p e r im e n ta l , que puede r e a l i z a r s e en c o n ju n to de c o n d ic io n e s muy v a r i j i d a s , como puede o b s e rv a rs e de l a s c o n d ic io n e s de d e s t i l a c i d n de M a rtin - (2 8 9 ) , 650c y 10"^ t o r r , y O rd y n s k ii ( 2 9 0 ) , 300-320«C y ( l - 2 ) .1 0 " ^ t o r r , - p a ra e l p o t a s i o , s i b ie n c o in c id e n en l a s c o n d ic io n e s de l a d e s g a s i f i c a c id i p r e v ia . En c u a lq u ie r c a s o , debe te n e r s e en c u e n ta que l a v e lo c id a d de d e s - t i l a c i d n aum enta con l a te m p e r a tu r e , y a que a s f aum enta l a p r e s id n de va­ p o r . I n t r o d u c i —do e l e lem e n to en l a am p o lla o cam ara que h a de c o n te n e r lo e s muy im p o r ta n te que é s t a e s t ^ d is e n a d a de t a l form a que p e r m i ts c o n trô ­ l e r su f a s e ( 102 ) en d i f e r e n t e s z o n a s , p rovocando su c o n d e n sa c id n en e l l u g a r c o n v e n ie n te (293 ) y e v i ta n d o la donde s e a in d e s e a b le ( l 2 0 ) , a s f como l a d e n s id a d d e l v a p o r ( 2 9 4 ) , a t r a v ^ s de su p r e s id n . La form a mds c o r r i e n t e - de c o n t r ô l e r l a p r e s id n de v ap o r en l a que se p o d r fa l la m a r "zo n a d p t ic a " e s m ed ian te l a tem perature de un a p d n d ice de l a cama r a o a m p o lla , que con­ t i e n s l a m ayor p a r te d e l m e ta l y que se m a n tie n e p o r d e b a jo de l a tem pera­ t u r e de l a "zo n a d p t i c a " , d o n d e , en c o n s e c u e n c ia , no deben p r o d u c ir s e con - d e n s a c io n e s (2 9 5 ,2 9 6 ,1 2 0 ,2 7 1 ) . A sf , a l tiem po que se p r e te n d s a j u s t e r me- j o r l a d e n s id a d de dtom os en e s t a zona ( 2 9 6 ) , se é v i t a l a muy in d e s e a b le - co n d e n sa c id n en l a s v e n ta n a s ( 5 4 ) , c o n d e n sa c id n que tam b id n se puede comba t i r , a l a vez que se e s ta b l e c e un d o b le s e l l o de v a c fo , m e d ian te l a d o b le v e n ta n a con v a c fo in t e m e d io ( 12$. En e s t e esquem a pueden c o n s id e r a r s e t f - - 6 9 - p ic a s p a r a e l p o ta s io l a s c o n d ic io n e s de P h e lp s ( l 2 0 ) , q u e , b a jo un v ac fo base de t o r r , e v a p o ra e l m e ta l d esd e un ap d n d ice c a le n ta d o a 60- 14590 ( l0 ^ ^ -1 0 ^ ^ a t/c m ^ ) m ie n tr a s m a n tie n e l a zona d p t ic a de l a cam ara a - 2009G. P e r o , como muy b ie n o b je t a L ink ( 5 4 ) , que t r a b a j a e n t r e 10“ ® y 10“ ̂ t o r r de p r e s id n de a l o a l i n o , d eb id o a l a s b a ja s d e n s id a d e s d e l vapo r y , p o r t a n t o , a l a s muy b a ja s v e lo c id a d e s de t r a n s p o r te de m asa, a s f como a - l a a d h e r e n c ia d e l m e ta l a l a s p a re d e s de l a câm ara , no e s r e a im en te p o s i - b le c o n t r ô l e r l a p r e s id n de v a p o r en l a cdm ara con l a tem pera t u r a de una - zona f r f a , como se h a com probado o b se rv an d o e l m an ten im len to de a l t a s den­ s id a d e s de Hb ( 10“ ^ t o r r ) d u ra n te v a r i a s h o ra s en l a mayor p a r t e de una c £ m ara c a le n ta d a so b re lOO^C con u n a zona f r f a a 77K. De h ec h o , l a p r e s id n - depends t a n t o de l a te m p e ra tu ra de l a zona f r f a como de l a te m p e ra tu ra de l a zona d p t i c a o cu e rp o p r i n c i p a l de l a cam ara . P o r t a n t o , s i se d e s e a co n o c e r con a lg u n a p r e c i s id n l a d e n s id a d d e l - v ap o r en l a zona d p t i c a ( l o que no s ie m p re e s n e c e s a r io ) y e s t a d e n s id a d - no se puede i n f e r i —r con s e g u rid a d de l a te m p e ra tu ra d e l "a lm acdn" de me­ t a l a l o a l i n o a n e jo a l a cam ara , e s p r e c i s o m e d ir la , y e l l o se puede r e a l i - z a r m e d ian te l a d e te rm in a c id n de l a d e n s id a d d p t i c a en a b s o rc id n r é s o n a n te ( 12 0 ) . Desde lu e g o , no e s p o s ib l e m e d ir l a p r e s id n de v ap o r d ir e c ta m e n te - en l a p a re d de l a cd m ara , y a que l a p r e s id n m edida de e s t a fo rm a in c lu y e - l a p r e s id n de l o s g a s e s r e s id u a l e s adem as de l a de v ap o r a l c a l i n e (2 9 2 ) . La te m p e ra tu ra de l a cam ara e s tam b idn u n a v a r i a b l e Im p o rta n c e , s i e n - do l a im p r e c is id n e n su m edida o r ig e n de uno de l o s dos p r in c i p a l e s e r r o ­ r s s que se pueden i n t r o d u c i r en l a m ed ida de v id a s m é d ia s , pud iendo l l e g a r e s t e e r r o r a l 3^ (2 8 1 ) . E l v a lo r dp tim o de l a te m p e ra tu ra p a ra l a s m ed idas e s p e c t r o s c d p ic a s e n l o s m e ta le s a l c a l i n e s d ep e n d s , n a tu ra lm e n te , d e l e l e ­ m ento y de l o que se p r e te n d a m e d ir , o s c i la n d o , p a r a e l K, en to m o a lo s 200®C ( 2 2 7 , 120 ) , o b te n i^ n d o s e , a l p a r e c e r (2 9 8 ) , su s m a jo re s e s p e c t r o s en e x p e r im e n tos de c ru z a m ie n to de h a c e s con e l e c t r o n s s a 220®0. E s ta v a r i a b le no e s tam poco , s i n em bargo , f â c i l de p r e c i s a r s i se m ide l e j o s d e l c e n tr o d p t ic o de l a c â n a r a , d e b id o a l g ra d e de v a c fo norm alm ente e x i s t a n t e y a l a c o n d u c tiv id a d té rm ic a d e l v ap o r a l o a l i n o , que h a s id o o b je to de un r e c i e n te e s tu d io e x p e r im e n ta l p a ra e l K ( 3 0 0 ) . En e l ca so de l a p ro d u c c id n de h a c e s a td m ic o s , e s i n t e r e s a n t é r e s e n a r a q u f l a p o s ib i l i d a d de o b te n e r h a c e s de m e ta le s a l c a l i n o s v a p o r iz a d o s con — ' 0— una d i s t r i b u c i 5 n de v e lo c id a d e s b a s ta n t e e s t r e c h a p o r i lu m in a o id n in t e n s a d e l e le m e n to s 6 l id o con un l a s e r o u n a l â n p a r a de d e s t e l l o s (299» 3 0 1 ,3 0 2 ) . E s ta t é c n i c a e s a p l i c a b l e a o t r o s e le m e n to s . P o r d l t im o , dos a s p e c to s mâs a fcener en c u e n ta cuando se marnejan m e t^ l e s a l c a l i n o s v a p o r iz a d o s y c o n d e n s a b le s so n l a p r e s e n c ia en e l v a p o r , aun que m i n o r i t a r i a , de m o lfe u la s d ia td m ic a s d e l m e ta l ( 2 9 3 ,2 7 2 ) , q u e , en e l - ca so d e l O s^ , no l l e g a a l 0 '0 7 ^ a l a s te m p e r a tu re s u s u a le s m4s e le v a d a s - ( 3 0 3 ) , y l a i n f lu e n o la de l a s p e l f c u l a s de m é ta l a l o a l i n o so b re l a e m ls id n te rm o id n ic a de l o s c a to d o s en e x p e r im e n tos con e x c i t a c i d n e l e c t r d n i c a . Es­ t a s p e l f c u l a s , a d s o rb ld a s s o b re l a s u p e r f i c i e d e l c d to d o ( 1 1 7 ) , r e b a j a n no, ta b le m e n te l a f u n c id n de t r a b a j o de su m a te r i a l ( I I 6 ) aunque se a n d is c o n tj^ nuas y de e n t id a d i n f e r i o r a l a m onocapa. E s te s e r f a , d esd e lu e g o , u n e fe ç , to f a v o r a b le d e l bombardeo e l e c t r d n i c o de v a p o re s de m e ta le s a l c a l i n e s . ~7I CAPITULO 2 SISTElLi EXPERIMEiWAL 2.1 EL CONJUIfTO. LA CALIARA. VAOIO E l m étodo e x p e r im e n ta l ad o p tad o en e l t r a b a jo o b je to de l a p r é s e n te - m em oria, t r a s d iv e r s e s e n say o s de e x c i t a c i d n p o r d e s c a rg a de a l t a y b a ja - t e n s id n que no l l e g a r o n a p r o p o rc io n a r r e s u l t a d o s s a t i s f a c t o r i e s , h a s id o e l de e x c i t a c id n d e l v a p o r de p o ta s io p e r im p u lse s e l e c t r d n i c o s de b a ja - e n e r g ia , p ro c é d a n te s de un f i la m e n to y m odulados p o r r e j a , en una c o n f ig u - r a c id n t r i d d i c a a lo ja d a e n una cam ara de a c e ro m a n te n id a b a jo a l t o v a c fo - d in â m ic o , s e le c c id n de t r a n s i c i d n p o r m onocrom ador de r e d , d e te c c id n de fo ̂ to n e s in d iv id u a le s en c o in c id e n c ia r e ta r d a d a con e l com ienzo de ca d a im pu^ so e x c i t a d o r , m edida de e s t e r e t a r d e p o r c o n v e rs id n en im p u lse de te n s id n de am p litu d p ro p o rc io n a l y a lm aoenam ien to l i n e a l de e s to s im p u lse s p a r a re^ o o n s t r u i r l a d i s t r i b u c i d n te m p o ra l de l a e m is id n f lu o r e s c e n te t r a s ca d a ex c i t a c i d n , t a l como se ha e x p u e s to y a en l a s e c c id n 1 .3 . En l a f i g u r a 19 së m u e s tra una f o t o g r a f f a en que se a p r e c ia l a mayor p a r t e d e l c o n ju n to expe­ r im e n ta l , con l a s f u e n te s de a l im e n ta c id n de l a r e j a y e l f i l a m e n to , e l mi c ro a m p erfm étro p a r a l a m edida de l a in te n s id a d de l a c o r r i e n t e de ân o d o , - una e s e a l a p a ra l a d e te rm in a c id n d e l r i tm o de re o u e n to de f o to n e s y e l - a j u s t e m anual de l a c a l i b r a c i 6 n d e l m onocrom ador, l o s d o s m ddulos d e l CTA, un r e t a r d o c a l ib r a d o , l a f u e n te de a l im e n ta c id n de e s t o s c i r c u i t o s y l a - d e l c i r c u i t o b i e s t a b i ê , e l g e n e ra d o r de im p u ls e s , l a f u e n te d e l anodo y l a d e l f o to m u l t ip l i c a d o r en p r im e r td rm in o , e l a u to tr a n s fo rm a d o r v a r ia b le de a l im e n ta c id n de l a f u e n te d e l f i la m e n to y l a c a ja e s4 a ttc a _ a l a lu z que con t i e ne e l s is te m a d p t ic o (cd m ara , l e n t e de e n fo q u e , m onocrom ador y fo to m u l­ t i p l i c a d o r ) y e l c i r c u i t o b i e s t a b l e en e l c e n t r o , e l s is te m a de v a c fo , me- d id o r e s y r e g u la d o re s de p r e s id n y te m p e ra tu ra mas a l l d y , p o r i l l t im o , e l AltiC con su s m ddulos a c c e s o r io s a l fo n d o . La f i g u r a 20 m u e s tra un esquem a - de c o n ju n to de l o s e le m e n to s f o n d a m e n ta le s , que se a n a l i z a r â n en d e t a l l e a l o l a r g o d e l p r e s e n ts c a p f tu lo . E l n u c le o de to d o e s t e s is te m a e s , desde lu e g o , l a cam ara de e x c i t a - c id n , que se p r é s e n ta en l a f i g u r a 2 1 . C o n s is te , fu n d a m e n ta lm e n te , en u n - c i l i n d r o de a c e ro in o x id a b le t i p o P -3 1 4 , a b i e r to p o r su base s u p e r io r y - p r o v i s to de un a r r o l la m ie n to h e l i e o i d a l de " te rm ocoax" c a l e f a c t o r y de - t r è s a b e r tu r a s en su p a r e d , a l a misma a l t u r a y a 90® e n t r e s f . O bservando l a cam ara d esd e su base a b i e r t a y seg iln e l e j e de s im e t r f a d e l c i l i n d r o y r e c o r r ie n d o e s t a s t r è s a b e r tu r a s en e l s e n t id o de l a s a g u ja s d e l r e l o j , l a - / p r im e ra c o r re s p o n d e a l a toma de v ac fo , p r o lo n g andose en un b ra z o in c l in a d o m \ m F ig . 19 y p r o v i s t o de c a l e f a c c iô n p o r a r r o l l a m ie n to i n d i v i d u a l de " te rm o co a x " y re , f r i g e r a c i d n p o r v e n t i l a d o r c e n t r f f u g o que debe a c t u a r como c o n d e n sa d o r d e l p o t a s io v a p o r iz a d o y te rm in a , t r a s u n tram o de a le ja m ie n to t ^ r o i c o p a r a - p r o t e c c id n de 12s j u n t a s t - 6 r i c a s de n e o p re n o , en una b r id a n o rm a liz a d a - 117/10 p a r a su cone x i 6n sü. s is te m a de v a c f o , l a seg u n d a a u n a e n t r a d a de g a s te rm in a d a , t r a s u n tram o de a l e ja m ie n to t^ r m ic o , e n o t r a b r id a HW10, p o r - donde se u n e , p r e v i a v a lv u la de a g u ja L eybo ld mod. 17319 p a r a d o s i f i c a c i d n y l l a v e L eybold mod. 2 3 1 .5 0 a una b o t e l l a de a rg o n p r o v i s t a de m a n o rre d u c - t o r , y l a t e r c e r a a l a s a l i d a de f o to n e s , a t r a v e s de u n a v e n ta n a de v i - —7 4-— -V c -Vr AL VACIO MONOCROM. FM CAMARA PACO AMC CTA IMPRESORA GENERAOOR DE IMPULSOS BIESTABLE Fig. 20 - 7 5 - 0 1 ESCALA 1/2 Fig. 21 - 7 0- d r io P y rex ( e x c e le n te t r a n s m is id n o p t i c a e n t r e 350 y 2500 nm) de 6 nn de - e s p e s o r s u j e t s con una b r id a ro s c a d a a un pequeno b ra z o con a r r o l l a m ie n to de " te rm o co a x ” c a l e f a c t o r c o n e c ta d o en s e r i e con e l d e l cu e rp o de l a cam a- r a y c a lo r i f u g a d o con r e v e s t im ie n to de co rd 6 n de am ian to e n c a p s u la d o , lo - que c o n v ie r te e s t a zona en l a mas o a l i e n t e de l a cam ara , p a ra e v i t a r c o n - d e n s a c io n e s de p o ta s io en l a v e n ta n a . E l s e l l o de v a c fo e n t r e l a v e n ta n a y e l b raz o de a c e r o , de borde b i s e la d o , se lo g r a con u n a ju n ta t 6 r i c a c o n s - t r u f d a a p a r t i r de c o rd d n de s i l i c o n s , p e r fe c ta m e n te r e s i s t e n t e a l a s tem - p e r a tu r a s de fu n c io n a m ie n to de l a cam ara , que se s i t û a n en to rn o a l o s - 200°G. La b ase c e r r a d a d e l cu e rp o de l a cam ara a l o j a un r o b u s te pasam uros ce_ râ m ic o , cuyo d is c o de "K ovar” ( a le a c id n P e-C o-N i) e s t ^ so ld a d o con plom o - puro a un c a s q u i l l o de c o b re , so ld a d o a su vez con p l a t a a l a c e ro de l a câ m ara . La s o ld a d u ra de l o s pasam uros a l cu e rp o de l a cam ara ha su p u e s to un p ro b lem s te c n o ld g ic o de a rd u a r e s o lu c i6 n , h a b id a c u e n ta de l a e le v a d a tem­ p e r a tu r a de fu n c io n a m ie n to de l a m ism a, s u p e r io r a l a de f u s i6 n de l a s so]^ d a d u ra s o r d in a r i a s b a s a d a s en e l e s ta n o y de l a im p o s ib i l id a d p r a c t i c a de so m ete r s i n f r a c t u r a l a c e ra m ic s de l o s pasam uros a l a s e le v a d fs im a s tempe^ r a t u r a s ( d e l o rd e n de 950®C) n e c e s a r ia s p a r a l a a p l i c a o id n de l a s s o ld a d u - ra p 'C p ^ a ta , p ro b lem s q u e , en e l c a so d e l pasam uros i n f e r i o r e s t a a g r a v a - do p o r l a c o r r o s io n p o r e l p o ta s io I f q u id o , d e s t r u c t o r s de to d a a l s a c i e n - m e ta l i c a . En e l c a so de e s t e p asam u ro s , l a r i g id e z —m aeân iea ha p o d id o c o n - s e g u i r s e con una v id a a o e p ta b le m e d ia n te s o ld a d u ra de plomo p u ro ( 4 1 0 ) prje p a rc tla a p r o p d s i to , s i b ie n l a c o r r o s id n p r o g re s iv a de e s t a s o ld a d u ra h ac e n e c e s a r io , en o c a s io n e s , a c u d i r a p a s ta s de s i l i c o n a v u lc a n iz a b le , como l a S i lk r o n SPG9600, P . I . P . G . , de K r a f t , que r e s i s t an l a s te m p e r a tu ra s de fu n ­ c io n a m ie n to de l a cam ara , p a ra o b tu r a r e v e n tu a le s fu g a s de v a c fo . E s te p a ­ sam uros p e r m i ts u n i r e l ân o d o , c i l i n d r o hueco de a c e ro a t o r n i l l a d o a su - e j e y p r o v i s to de dos o r i f i c i o s f r e n t e a l a v e n ta n a , con un c o n e e to r co a­ x i a l s u j e to e x te r io rm e n te a l a base de l a cam ara . P o r lil tif f lo , l a base a b i e r t a se c i e r r a con una ta p a d e l mismo a c e ro - que e l de l a e& nara p r o v is to de c u a tr o pasam uros un ifo rm em en te d i s t r i b u f — d o s c o r r e s p o n d i e n te s , en p a r e j a s , a l o s d o s s o p o r te s a que se a t o r n i l l a n - l o s ex tre m o s d e l f i l a m e n to , c o n s i s t e n t e en un a r r o l la m ie n to de 1 mm de d i ^ m é tro i n t e r n o de u n as 18 v u e l t a s de h i l o de tu n g s te n o de 0 '1 mm de d iâm e- t r o , y n lo s dos s o p o r te s a que se a t o r n i l l a l a r e j a , c o n s i s t e n t e en una - co ro n a c i r c u l a r de a c e r o a l a que se e u e ld a p o r p u n to s u n a re d de h i l o s de tu n g s te n o de 0 ' 1 mm de d iâ m e tro con u n a l u z de u n o s 3 zm , que se m a n tie n e a una d i s t a n c i a ap ro x im ad a de 2 mm de l a i f n e a m^s p r6 x im a d e l f i l a m e n to . Los d is c o s de "K ovar" de l o s p asam u ro s e s t a n s o ld a d o s a l a c e r o de l a ta p a con so ld a d u ra C o s to l ln 157 , de S o ld a t e c , S .A . , s o ld a d u r a b a s a d a en p l a t a y e s ta n o de pu n to de f u s id n in te r m e d io (i^ 250® C), i n f e r i o r a l d e l Pb (327®C) p e ro s u f i c i e n t e , de m enor r e s i s t e n c i a a l e f e c t o com binado d e l c a l o r y e l — p o ta s io fu n d id o que e s t e e le m e n to , p e r o de a p l i c a c i d n mucho mas f a c i l * Es­ t a so ld a d u ra se ha a p l ic a d o ta m b id n e n to d a s l a s v a r i l l a s que a t r a v i e s a n - l o s 5 pasam uros de l a cdm ara . E v e n tu a lm e n te , h a s id o ta m b ié n n e c e s a r ia l a a p l ic a c id n de s i l i c o n a v u lc a n iz a b le t e r m o r r e s i s t e n t e como s e l l a d o r de va— c f o . La ta p a se a d a p ta a l a cam ara p o r u n a j u n t a t ô r i c a f a b r i c ada a p a r t i r de co rddn de s i l i c o n a , que se a l o j a e n u n a c a j a r e a l i z a d a a l e f e c to en l a cdm ara, c o r r ie n d o l a r i g i d e z m e c a n ic a de l a u n id n a c a r g o de c u a t r o t o r n i — l l o s . E l d ise n o de l a c& aara h a t e n id o muy e n c u e n ta l a m in im iz a c iô n de l a lu z re c o g id a a t r a v f s de l a v e n ta n a p r o c e d e n te d e l f i l a m e n t o , a t r a v é s de l a s d i s t a n c i a s y d iâm e- t r o s de l a s p ie z a s d e l c o n ju n to f i la m e n to - â n o d o -c o n d e n s a d o r —venteu ia . La r a zdn de no h a b e r em pleado en l a c o n s t r u c c i d n d e l f i l a m e n to m a te r i a l e s con - menor fu n c id n de t r a b a j o que e l t u n g s t e n o , como l o s c a to d o s de d x id o o e l tu n g s te n o t o r i a d o , que h a b r f a n p r o d u c id o m enor r e l a c i d n e m is id n lu m in o s a / em isid n e l e c t r d n i c a , r e s id e en que l o s p r im e ro s p o d fa n c o n ta m in a r in d e s e a - b lem ente e l s i s te m a , m ie n tr a s que e l e f e c t o i-e d u c to r de l a f u n c id n de t r a — b a jo que e l Th p r é s e n ta en e l Ti se r e d u c e y d e s a p a re c e a l poco tiem po de - su fu n c io n am ien to s orne t l d o a l bom bardeo id n i c o de u n a a tm d s f e r a de K, que a r r a n c a p a u la tin a m e n te e l Th de l a s u p e r f i c i e d e l W. La te m p e ra tu ra de l a cam ara se m a n tie n e en e l v a l o r d e s e a d o , con u n a p r e c is id n m ejo r que - 1®C, m e d ia n te u n r e g u la d o r de C o n t rô le s D i g i t a l e s , - S .A ., que d o s i f i c a l a p o te n c ia s u m i n i s t r a d a a l a r r o l l a m i e n t o c a l e f a c t o r en fu n c id n de l a d i f e r e n c i a e n t r e l a s e n a l p ro p o rc io n a d a p o r u n te rm o p a r (418- 420) de c ro m e l-a lu m e l cuya s o ld a d u ra c a l i e n t e se h a a j u s t a d o a l a p a re d de I n camara y un v a l o r de c o n s ig n a d e te rm in a d o p o r l a te m p e r a tu ra que se - q u ie re f i j a r . H ab ida c u e n ta de l a b a j a r e s i s t e n c i a e l d c t r i c a d e l a r r o l l a - m ien to c a l e f a c t o r , fue n e c e s a r io m o d if ic a r e l r e g u la d o r p a ra p r o p o re io n a r - l e una a l im e n ta c id n de p o te n c ia a b a ja te n s id n , m e d ian te t r a n s f o n a a d o r , i n d e p e n d ie n te de l a a l im e n ta c id n de su s c i r c u i t o s e l e c t r d n i c o s de r e g u la c id n . T an to l a te m p e ra tu ra de l a cam ara como l a d e l c o n d e h sa d o r, o b te n id a - tam b ién m ed ian te te rm o p a r de c ro m e l-a lu m e l y c o n t ro la d a p o r u n a u t o t r a n s - fo rn a d o r v a r ia b le que a l im e n ta , a v o lu n ta d , e l p r im a r io de un tr a n s f o r m a - d o r cuyo s e c u n d a r io a t ie n d e e l a r r o l la m ie n to c a l e f a c t o r , o un v e n t i l a d o r - c e n t r f f u g o , son o f r e c id a s , en p r e s e n ta c id n a n a ld g ic a o d i g i t a l , p o r sen d o s m i l iv o l t f m e t r o s K e i th le y , a donde se conducen l a s s e n a le s despuds de su pa ̂ so p o r sendos c i r c u i t o s c o r r e c to r e s (4 2 l) p o r l a p d rd id a en l a s s o ld a d u ra s f r f a s , que se m a n tie n en a T a m b ie n te , y p o r un conm utador. Iios c i r c u i t o s c o r r e c to r e s de s e n a l t ie n e n p o r m is id n i n t r o d u c i r e n e l c i r c u i t o de cada te rm o p a r una t e n s id n o p u e s ta a l a g e n e ra d a en su s o ld a d u ­ r a f r f a p o r e l hecho de m a n te n e rse a T a m b ien te , p e rm itie n d o a s f r e s t a b l e - c e r l a c o r r e s p o n d e n d a ta b u la d a p a ra l a te m p e ra tu ra de l a s o ld a d u ra o a l i e n te con l a f r f a a 0®G. Cada uno de e s to s c i r c u i t o s , cuyo esquema se m u e s tra en l a f i g u r a 2 2 , e s td a lim e n ta d o p o r una p i l a de 1 '5 v , y p e r m i te , m edian­ t e un t e r m is to r de c o e f i c i e n t e n e g a t iv e cuya fu n c id n R(t ) se c o rre sp o n d e - e s tre c h a m e n te con l a V(t ) d e l te rm o p ar en un am p lio ran g o de te m p e ra tu re s a m b ie n ta le s , r e p r o d u c i r au to m d ticam en te l a t e n s id n g e n e ra d a en su so ld a d u ­ r a c a l i e n t e , una vez r e a l i z a d o s l o s opo r tu nos a j u s t e s i n i c i a l e s m e d ian te - sendos p o te n d d m e tro s de a j u s t e grUëSTS y f in o . En l a f i g u r a 23 se m u e s tra un esquema d e l s is te m a de v a c fo em pleado - ( 411 - 4 1 3 ) y en l a 24 e l de su i n s t a l a c i d n e l d c t r i c a . E l s is te m a de v a c fo - c o n s ta de una bomba r o t a t o r i a de p a l e t a s Leybold T zivac D2A, una bomba d i — f u s o ra Leybold L e y b o d iff 30L r e f r i g e r a d a p o r a i r e con a c e i t e D i f f e le n n o r­ mal ( 4 1 4 , 4 1 5 ) , una tram pa (416) r e f r i g e r a d a a 77K con n i t rd g e n o I f q u id o , - una l l a v e de b o la de b a ja im p e d a n c ia , Leybold môd. 174 -93 , un mandmetro - ( 4 1 7 ) Penning A V-64-14, de A lto V acfo , S .A ., una co n d u cc id n "tom bac” fle:x± b le Leybold mod. 135.42 h a s ta e l banco d p t ic o , una l l a v e Leybold mod. - 2 8 1 .5 0 y un mandmetro de te rm o p ar mod. 801 , de T e l s t a r , ademas de dos H â ­ ves de b o la a c c e s o r ia s . Tambidn se han em pleado, cuando se han n e c e s i t a d o , sendos d e t e c to r e s de fu g a s de h a ld g e n o s , Leybold mod. LD-21, y de h e l i o - ( e s p e c tr d g r a f o de m a s a s ) , P o r t a t e s t mod. 925 -4 0 , de V aria n . 31 v a c fo b a s ic o c o n que h a t r a b a j a d o e s t e s i s t e m a , en p r e s e n c i a de X e n l a ca m a ra , h a s id o d e l o rd e n de 1 0 " ̂ t o r r . ' " r i ■ S. PRIA ^ . J n <51 S* CORRECTOR 50 K A ( 2 0 * 0 ^ I T (c o e f .- ) 3K ',5V Fig. 22 La I n s t a l a c i d n e l d c t r i c a d el s i s te m a de v a c f o - s e a l im e n ta co n t r è s s e s a c t i v a s , n e u t r e y t i e r r a . In c lu y e l a a l im e n ta c id n e i n t e r r u p t o r e s de - l a s bom bas, e l s i s te m a de p r o t e c c id n de l a d i f u s o r a , que in te r ru m p e su a l j^ m e n ta c id n s i se d e s c o n e c ta l a r o t a t o r i a y d o s c u a d ro s de tom as de c o r r i e n ­ t e , a 220 y 125 v , p a r a a p a r a to s a c c e s o r i o s , como m an d m etro s, r e g u la d o r e s y m V -m etros. - 8 0 - DIF. B. ROTATORIA Fig. 23 - 3 1 - T R S N M ■0—0—0—O' so F ig . 24 2 .2 5L 5U3SI5T3ZLA. SXCIT/iDOR 5n l a f i g u r a 25 se p r e s e n ta n en nay o r d e t a l l e l o s c i r c u i t o s e l ë ’c t r i - c o s r e s p o n s a b le s de l a e x c i t a c i o n d e l v a p o r de p o t a s io que o cu p a l a cama­ r a . Los r e c ta n g u lo s en l i n e a de t r a z o s e n c i e r r a n l a s f u e n te s de a l i a e n t a - ci(5n y de p o l a r i z a c i d n c o n s t ru x d a s e x p re sa in e n te en e l l a b o r a t o r l o ( a exceo, c id n d e l " v a r i a c " , a u to t r a n s f o r m a d o r v a r i a b l e , de C . S . I . ) , m ie n t r a s que - -125 V 50a 50a I f J J U U U U i i i BIESTABLE - , IPOfeOV FUENTE ANODO OC139 è îk s f lg S C -125 V GENERAD. R&ULSOS 61-P 2 TT -125V -125V ZD 12 I F. CIRCUITO BIESTABLE____ Fig. 25 - 3 3 - l a s p o la r i z a c io n e s cuya f u e n te no se r e p r e s e n t s son c o m e rc ia le s (c a so de - l a fu e n te de p o la r i z a c id n de l a r e j a , f u e n te de cc de 0 -3 0 v , masa f l o t an­ te , de Technos E le c t r d n ic o ) o c o n s tru x d a s en e l l a b o r a t o r l o con a n t e la c id n a l a r e a l i z a c i d n de e s t e t r a b a jo (c a so de l a f u e n te de p o la r i z a c id n d e l re^ t a r d o , que tam b idn p o la r i z a a lo s dos m ddulos d e l OfA, f u e n te de cc de - 12 V y m a sa ) . E l g e n e ra d o r de im p u lso s e s un m odelo a n t ig u o de c o n s t r u c ­ c id n JEN, e l G1-P2, que d isp o n e de d o s s a l i d a s p a ra im p u lso s n e g a tiv o s de 0-5 V ( a ju s t a d o s a 4 v en e s t e t r a b a j o ) , con f r e c u e n c ia connln y v a r ia b le e n t r e 1 y 10^ Hz (e n l a s e x p e r ie n c ia s p r i n c i p a l e s de e s t e t r a b a j o se a j u s ­ t a a 25316 Hz m o d if ic an d o una de su s f r e c u e n c ia s n o rm a le s ) y d e s fa s e c o n t nuam ente v a r i a b le e n t r e 0 y 1300 ns e n t r e l o s im p u lso s de ambas s a l i d a s . E l r e t a r d o , c a l ib r a d o p o r s u p e rp o s ic id n f o t o g r a f i c a y m edida en m i- c ro s c o p io com parador de l a onda de_un o s c i l a d o r de c r i s t a l de c u a rz o , de - p e rfo d o co n o c id o y c o n t r a s ta d o p o r m edida de su f r e c u e n c ia en e l L a b o ra to - r i o C e n tr a l de M e tro lo g fa y C a lib rac idn de l a Armada, con un im p u lse S t d e l g e n e ra d o r r e ta rd a d o p o r su s t r è s p o s lc io n e s ( f i g . 2 6 ) , e s d e l m odelo JEN-1 y se em plea p a ra r e t a r d e r e l com ienzo de l a e x c i t a c l 6 n r e s p e c te d e l o r ig e n de tie m p o s s e n a l ado a l CTA, a s f como p a r a c a l i b r a r peri<5dicam ente e l s is te _ ma de c o n v e rs io n y a lm aoenam ien to que se e s tu d i a r a en l a secc iO n 2 .4 . P o r t f l t im o , e l c i r c u i t o b i e s t a b l e , c o n s tru fd o ex p resam en te y cuyo e s ­ quema se re c o g e en l a f i g . 2 7 , p r o p o rc io n a im p u lso s p o s i t i v o s r e c ta n g u la - r e s de c a f d a muy rO p id a ( ^ 4 n s ) , a m p litu d 20 v y d u rac iO n p ro p o rc io n a l a l d e s fa s e e n t r e l o s im p u lso s que l e l l e g a n p o r l a s e n t r a d a s 1 y 2 , a l a sazOn e l SI r e ta r d a d o p o r e l r e t a r d o JEti-1 y e l S 2 , pudiendo a j u s t a r s e e s ­ t e d e s fa s e y , p o r t a n t o , l a du rac iO n d e l im p u lso de s a l i d a d e l b i e s t a b l e , que s e r a l a de cada p ro c e so de e x c i ta c iO n en l a cam ara , con e l r e t a r d o va­ r i a b l e d e l g e n e ra d o r G 1-P2, de form a c o n t in u a . La d u rac iO n t f p i c a de e s to s im p u lso s e s de unos 350 n s . De lo s t r è s com ponentes fu n d a m e n ta ie s d e l s is te m a e x c i t a d o r , i n t e g r a - dos en una c o n f ig u ra c id n t r i d d i c a , e l f i la m e n to em iso r de e l e c t r o n e s e s e l v e rd a d e ro re s p o n s a b le p r im a r io d e l bombardeo d e l v a p o r . E s te f i la m e n to , - d e s c r i t o en l a s e c c id n p r e c e d e n t s , em ite e l e c t r o n e s p o r e f e c to te rm o id n ic o cuando se c a l i e n t a a una te m p e ra tu ra p rdx im a a 2600°C p o r e f e c to de l a c o - r r i e n t e a l t e r n a que l e s u m in is t r a una f u e n te de b a ja t e n s id n de s a l i d a dis_ c o n tin u am en te v a r i a b l e . P a ra e v i t a r l a s d e fo rm a c io n e s y f r a c t u r a s o r ig in a - ^34** F ig . 26 SALIDA BSX20 >9 PIBSX20 O 19P1 56pF 2k10 k10k F ig . 27 -î35- d a s p o r l o s t r a n s i t o r i o s que acom panan a su c o n e x id n y d e sc o n e x io n b r u s c a , e s t e f i la m e n to se e n c ie n d e y ap ag a le n ta m e n te , a lim e n ta n d o su f u e n te a t r a v^s de u n a u to tr a n s fo rm a d o r v a r i a b l e , q u e , a l tie m p o , p e rm ite f i j a r con - p r e c i s i d n su t e n s id n de t r a b a j o , que o s c i l a en to r n o a l o s 9 v . E l f l la m e n t o , c â to d o d e l s is te m a t r i d d i c o , se p o l a r i z a a 0 v po n len d o a m asa su cen­ t r o . La r e j a , tam bidn d e s c r i t a en l a s e c c id n a n t e r i o r , e s e l e le m e n to co n - t r o l a d o r de l o s p ro c e s o s de e x c i t a c i d n , a l m odu lar e l haz c o n t in u e de elec^ t r ô n e s e m it id o p o r e l f i la m e n to en su p aso h a c ia l a zona d p t i c a . En p r in c i^ p i c , e s t a perm anen tem en te p o la r i z a d a a u n a t e n s id n n e g a t iv a p rdx im a a - 2 0 v c o r ta n d o a s f e l paso de c o r r i e n t e a l dnodo , y p e n n i t ie n d o e l p a so de l o s - e l e c t r o n e s e x c i t a d o r e s t a n s d lo cu an d o , con l a f r e c u e n c ia e s t a b l e c i d a e n - e l g e n e ra d o r G1-P2, lo s_ ± m p u lso s p ro d u c id o s en e l c i r c u i t o b i e s t a b l e com- p en sen su p o la r i z a c id n p e rm a n e n te . E l an o d o , p o r l î l t im o , t e r c e r e lem e n to d e l t r i o d o , t i e n e l a fo rm a re se , n ad a asim ism o en l a s e c c id n 2 .1 , p o la r lz d n d o s e con u n a f u e n te de cc de 0 - 100 r c o n tin u a m e n te v a r i a b l e . E s ta t e n s id n de p o la r i z a c id n d e l dnodo , que es l a que p r in c ip a lm e n te d é te rm in a l a e n e r g fa de l o s e l e c t r o n e s a l a l l e g a da a su i n t e r i o r , en que t i e n e n l u g a r fu n d am en ta lm en te l a s c o l i s i o n e s con l o s d tom os d e l v ap o r c u y a p o s t e r i o r d e s e x c i t a c id n se d e t e c t a r a , se f i j a en d iv e r s e s v a l o r e s seg d n l a e x c i t a c i d n que se t r a t e de p r o d u c i r (y l a s c a s c ^ das- que se p re te n d a n e v i t a r ) , s ie n d o 4*38 y +100 v l o s v a lo r e s mas em p lea- dos en l a s m ed idas de Kl y de K II , r e s p e c t iv a m e n te . E l m ic ro am p o rfm etro i n t e r c a l a d o en e s t e c i r c u i t o de p la ç a p e rm ite m ed ir l a c o r r i e n t e e l e c t r d n i c a en c e , e s t o e s , s i n p o l a r i z a c id n en l a r e j a , que s u e le s e r de u n o s 3 mA, - c o n f ir m a r e l o r ig e n te rm o id n ic o de e s t a c o r r i e n t e , d e ja n d o f l o t a n t e l a r e ­ j a , y c o n o c e r l a in te n s id a d m edia de l a c o r r i e n t e d e l anodo en e l modo pu]^ sa d o , que s u e le s e r de un o s 2 0 jàA ( in te n s id a d "de p ic o " d u ra n te c a d a e x c i ­ t a c i d n , 1^2 mA), to d o e l l o en p r e s e n c ia de a tm d sf e r a de K (en v a c fo to d a s e s t a s c o r r i e n t e s son mucho m en o res , d eb id o a l a a u s e n e ia de p la s m a ) . 2 .3 EL SUBSIST2LIA Q5TIC0 D u ran te e l l a p s o de tiem po que d u ra cada p ro c e s o de e x c i t a c i d n , que - c o in c id e , como se ha d ic h o , con l a d u r a c io n d e l im p u lse p ro p o rc io n a d o p o r e l c i r c u i t o b i e s t a b l e , e l bom bardeo de l o s dtom os de K p o r l o s e le c t ro n e s prom ociona a un buen nilmero de e l l o s a d iv e r s e s e s ta d o s e x c i ta d o s , q u e , en su r e g r e s o a l e s ta d o fu n d a m e n ta l , e m i t i r â n l o s f o to n e s c o r r e s p o n d ie n te s a l a s t r a n s i c i o n e s que l o s unan a e s t e e s ta d o . S i se p re te n d e e s t u d i a r p o r se p a ra d o l a p e rm a n en c ia m edia de l o s d to - mos en ca d a e s ta d o e x c i t a d o , l a s ig u i e n t e o p e r a c id n debe c o n s i s t i r en reco^ g e r l a e m is id n d e l p la sm a , a n a l i z a r l a en su s d iv e r s a s lo n g i tu d e s de onda, s e le c c io n a r l o s f o to n e s c o r r e s p o n d ie n te s a una t r a n s i c i d n con o r ig e n en e l e s ta d o de i n t e r d s y c o n t a r l o s . Los e le m e n to s e n c a rg a d o s de l l e v a r a cabo e s t a s o p e r a c io n e s , r e c o g i - dos en l a f i g . 2 0 , so n una l e n t e p la n o c d n c a v a , m ontada en un ex trem e de un c i l i n d r o de l a t d n cuyo o t r o ex tre m e c o in c id e con l a v e n ta n a de l a cdm ara - ( a j u s t e q u e , con e l a u x i l i o de u n c o rd d n de a m ian to t i e n e g ra n im p o r ta n c ia en l a p re v e n c id n de d e p d a i to s de K e n e l c e n tr o de l a v e n ta n a , a l im p e d ir su r e f r i g e r a c i d n , c o n s t i tu y e n d o c a s i u n a v e n ta n a d o b le ) , que p e rm ite e n f o - c a r e l c i r c u l o n eg ro e x e n to de r e f i e j o s de l a lu z d e l f i la m e n to sob re l a - r e n d i j a , en e 3 te _ c a s o de C l mm, de u n m onocrom ador de re d J o b in Y von Ho, 5 7 ^ 7 ÜV, con r e n d i j a de s a l i d a asim ism o de OM mm. La r e s o lu c id n d e l mono^ o crom ador con e s t e ju e g o de r e n d i j a s e s de 5 A. La l o n g i t r d de l a r e n d i j a - de e n t r a d a se adecifa a l d iâ m e tro de l a im agen d e l " c i r c u l o n eg ro " m ed ian te u n l im i t a d o r de cuha in c o rp o ra d o a l m onocrom ador, m ie n tr a s que l a curia de l a r e n d i j a de s a l i d a se m a n tie n e a b i e r t a a l mâximo. E l ran g o de e s te mono­ crom ador e s 200-900 nm, e in c o r p o r a u n m otor s fn c ro n o que hace d e s f i l a r l a r a d ia c id n a n a l iz a d a a n te l a r e n d i j a de s a l i d a a una v e lo c id a d de 50 nm/min y que se u t i l i z a en e l r e g i s t r e d e l e s p e c t r o d e l K que se e s tu d ia en e l ca p f t u l o 3 de e s t a m emoria a s f como d e l e s p e c t r o d e l A, p e rm it ie n d o , p o r - a s ig n a c id n de su s I f n e a s , c a l i b r a r e l m onocrom ador. P o r l î l t im o , l a s a l i d a d e l m onocrom ador se a d a p ta f r e n t e a l a v en ta n a de un f o to m u l t ip l i c a d o r P h i l i p s 56AVP, l a r e s p u e s ta e s p e c t r a l de cuyo foto^ c a to d o de C s^S b -0 , t i p o 8 -1 1 , se re c o g e e n l a f i g . 23 . E l f o to m u l t ip l i c a ­ d o r , a l im e n ta d o con AT de +2400 v , e s t a a d a p ta d o a l a d e te c c id n de f o to n e s i n d i v i d u a l e s , cc m e n tad a e n l a s e c c id n 1 .3 , co n e l m o n ta je que se m u e s tra - 1000 J 200 S Iu •dc K X(nm) F ig . 28 e n l a f i g u r a 2 9 , j p r o p o r c io n a , como r e s p u e s t a a c a d a f o td n d e t e c t a d o , un im p u lso n e g a t iv o de ap ro x im ad am en te 4 v de a m p l i tu d , que s e r a c o n d u c id o a l SALIDA y Q looopfu. 3kV X - 2 ^ 82k l°cc î t 19 LSMn 17 16 15 14 10 13 12 10,1>uF 3kV tk 750k J l lO n F T y600V Q ' I 2 rj L — — — — —510 k — — — — ̂ 1“ 1000 pF 400 V Fig. 29 lOnF S 400 V 510 k'"H ►2400V CTA como im p u lso de p a r a d a , con e l e f e c t o que se d e s c r i b i r d en l a s i g u i e n ­ te S e c c id n . 2 , 4 EL SUBSISTE LIA EIiECTRONICO Se re û n e n en e s t a s e c c id n , b a jo l a d enom inac idn de s u b s i s t e r a e l e c t r ^ n ic o , l o s e le m e n to s d e l s is te m a e x p e r im e n ta l , CTA y AMC, e n c a rg a d o s de me­ d i r l a s p e rm a n en c ia s de l o s atom os en su s e s ta d o s e x c i ta d o s y de c l a s i f i - c a r y a lm ac en a r e s to s tie m p o s de p e rm a n e n c ia , p a ra desp u d s p r o p o rc io n a r un h is to g ra m a de su d i s t r i b u c i d n . E l p r im e r e le m e n to , e l c o n v e r t id o r t ie m p o -a m p li tu d , p r o p o rc io n a , como r e s p u e s ta a l a l l e g a d a de un im pu lso n e g a t iv o "de com ienzo" p ro c e d e n te de l a p r im e ra s a l i d a d e l g e n e ra d o r de im p u lso s u sad o p a r a l a p u ls a o id n d e l • - haz (v d a se s e c c id n 2 .2 ) y de o t r o , asim ism o n e g a t iv o , "de p a r a d a " , p ro c e ­ d e n te d e l f o to m u l t i p l i c a d o r cuando d s te ha d e te c ta d o e l p r im e r f o td n t r a s cada e x c i t a c i d n , un im pu lso p o s i t i v e de a m p litu d p ro p o rc io n a l a l tiem p o - t r a n s c u r r id o e n t r e l a l l e g a d a de ambos im p u lso s . E l CTA puede c o n s id e r a r s e com puesto p o r dos c i r c u i t o s , e l g e n e ra d o r - de ram pa l i n e a l y e l de p u e r t a I d g ic a y fo rm ad o r de im p u lso s p o s i t i v o s , - m ontados en sendos m ddulos s e p a r a d o s . E l p r im e r mddulo d e l CTA, cuyo esquema se m u e s tra en l a f i g . 3 0 , r e s ­ ponds a ca d a im p u ls e , de com ienzo y p a ra d a (de am p litu d m inim a 0 '9 v ) , con un im p u lso r e c t a n g u la r n e g a t iv e de a m p litu d f i j a (2 v) y d u ra c id n t a n a d lo d e p e n d ie n te de l a c a p a c id a d de l o s c o n d e n se d o re s de l o s c i r c u i t o s m o n o est^ b le s c o r r e s p o n d ie n te s , r o tu la d o s en l a f i g u r a con e l v a lo r "300 p f" p e ro - q u e , en r e a l i d a d , se han m o d if ic a d o en d i f e r e n t e s s e r i e s de m edidas e n t r e 150 y 600 p f , con lo que l a d u ra c id n dp lo s c o r r e s p o n d ie n te s im p u lso s de - s a l i d a se ha v i s t o e s t a b l e c i d a e n t r e unos 800 y 2900 n s , a f i n de m o d if i­ c a r e l ran g o de tie m p o s m e d ib le s con e s t e c i r c u i t o , que depends de l a d u r ^ c id n de e s to s im p u ls o s , que debe a j u s t a r s e a v a lo r e s ig u a le s en am bos. E s­ to s Im p u lso s de l o s m o n o e s ta b le s , s e p a ra d o s p o r e l mismo tiem po que med id e n t r e l a l l e g a d a de l o s im p u lso s de com ienzo y p a r a d a , se conducen a un - c i r c u i t o g e n e ra d o r de una rampa l i n e a l n e g a t iv a que fU nc iona como t a l du­ r a n te e l tiem po de s o la p a m ie n to de l o s im p u lso s de l o s m o n o e s ta b le s ( ra z d n p o r l a eu a l e l tiem po m e d ib le con e s te in s tru m e n to o s c i l a e n t r e 0 ns y l a d u ra c id n de e s to s im p u ls o s ) , p ro p o rc io n a n d o a s f a su s a l i d a un im pulso ne­ g a t iv o de a m p litu d p r o p o rc io n a l a l a d i f e r e n c i a e n t r e l a d u ra c id n de l o s - im p u lso s de l o s m o n o e s ta b le s y l a s e p a r a c id n de su s co m ien zo s, v a r ia b le en 00 2 0> C 3 > > to U) V) 4; lOo O > o u. o lU OI i£ - 9 0 - t r e O '7 y 7 '6 v en e s t e t r a b a j o p u e s to que e s t e i n t e r v a l o depends d e l con­ d e n sad o r cuya c a rg a l a o r i g i n a , que f i g u r a en e l esquem a con e l v a lo r de - 470 p f p e ro que ha o s c i la d o en d i f e r e n t e s s e r i e s de m edidas e n t r e 220 y 1000 p f . La d u ra c id n de l a rampa o s c i l a , en l a s miamas c o n d ic io n e s , e n t r e 0*3 y 2 '3 yWs, y l a d e s c a rg a d e l co n d e n sa d o r (a s c e n s o d e l im p u lso ) e n t r e - 150 y 200yws, ap rox im adam en te . E s ta ram pa, a s f como l o s im p u lso s de s a l i d a de l o s m o n o e s ta b le s d e l - p r im e r mddulo d e l OTA, se conducen a l 2® m ddulo , cuyo esquem a se o f r e c e en l a f i g . 31 y que se compone de l o s c i r c u i t o s de p e rm ise de l a p u e r t a y de l a p u e r ta l i n e a l . E s te m ddulo g e n e ra un im p u lso c u a d ra d o , de un o s -5 v p o r 2 jAa que a c tu a como p u e r ta de m u e s tre o de l a ram pa ca d a v ez que se r e c ib e un im pu lso ( d e l m o n o e s ta b le ) de p a ra d a t r a s uno de com ienzo , d e n t ro de l a d u ra c id n d e l se g u n d o , e i n v i e r t e l a p o la r id a d d e l im p u lso m u e s trea d o so b re l a ram pa, o f re c ie n d o a s f un im p u lso de s a l i d a p o s i t i v e , de a n c h u ra y tie m ­ po de e le v a c id n u n ifo rm e s , mucho mds c o n v e n ie n te p a r a su p o s t e r i o r t r a t a - m ien to p o r e l AÎ.1C que e l n e g a t iv e de a n c h u ra y tiem p o de d e sc e n so v a r i a ­ b le s ( ra m p a). La a m p litu d de e s te im p u lso s ig u e s ie n d o , n a tu ra lm e n te , p ro ­ p o rc io n a l a l a d i f e r e n c i a e n t r e l a d u r a c id n de l o s im p u lso s de l o s monoes­ t a b l e s y l a s e p a r a c id n en e l tiem po d e l im p u lso Si d e l g e n e ra d o r y d e l p r £ p o ro io n ad o p o r e l f o to m u l t i p l i c a d o r , o s c i la n d o su d u r a c id n e n t r e 5 y 14 yWs y su a m p litu d e n t r e 1 ' 3 y 6*0 v , ap ro x im ad am en te , seg tin l o s c o n d e n sa d o re s - in s ta la d o s en e l p r im e r mddulo en l a s d i s t i n t a s s e r i e s de m edidas r e a l i z a - d as en e l c u rs o de e s t e t r a b a j o . Al u n ifo rm a r lo s Im p u lso s , e s t e 2® mddulo d e l CTA m e jo ra l a l i n e a l id a d d i f e r e n c i a l en e l AMC y , a l no p r o p o rc io n a r - im p u lso s in o cuando l a s e n a l d e l f o to m u l t i p l i c a d o r e s p o s t e r i o r a l a d e l - c i r c u i t o e x c i ta d o r (S1) d e n t ro d e l ran g o de m ed ida , re d u c e e l fondo a l a - m ita d , y a que e l p r im e r mddulo p ro d u ce ram pas con in d e p e n d e n c ia d e l o rd en de l l e g a d a de l o s im p u lso s y l a d i s t r i b u c i d n de f o to n e s espvîreos en to r n o de l o s im p u lso s de e x c i t a c i d n e s s im d t r i c a en e l tie m p o . Los im p u lso s p o s i t i v o s p ro c e d e n te s d e l CTA so n c o n d u c id o s , a t r a v d s - de l a u n id a d de e n t r a d a mod. 2 1 0 , p r o v i s t a de a m p l i f i e a d o r , c o n v e r s e r a n a - I d g i c o - d i g i t a l y g e n e ra d o r de im p u ls e s p a r a examen d e l s is te m a , a l a u n i ­ dad ordenad!^ d i g i t a l mod, ON-110, que c o n s t i tu y e n , con l a u n id a d de s a l i d a de d a to s mod. 2 2 0 , que tam bidn c o n t r o l s en e l tiem po e l fu n c io n a m ie n to de l a u n id a d a n t e r i o r , e l s is te m a a n a l i z a d o r m u l t ic a n a l de am p litu d de im p u l- - 9 1 - o iO u. >> JC oo o s i ï 1? - 9 2 - 808 t r a n s i s t o r i z a d o mod. CW-IIO, de T e c h n ic a l M easurem ent C o r p o ra t io n . E s te a n a l i z a d o r , de 256 c a n a l e s , c l a a i f i c a l o s im p u lse s en o t r o s ta n ­ t e s i n t e r v a l 03 de a m p l i tu d , d e sp u es de a c o p la r lo con e l OTA m e d ia n te l a s - o p o r tu n a s i n s t r u c c io n e s de g a n a n c ia y n iv e l e s e x t r e m e s , p ro p o rc io n a n d o p o r t a n t o , a l f i n a l de l a m ed ld a , un h is to g ra m a de l a d i s t r i b u o l d n te m p o ra l de l a in te n s id a d de l a t r a n s i c i 6n s e le c c io n a d a y , p o r t a n t o , de l a p o b la c l6 n d e l n iv e l e x c i t a d o , en un p ro c e s o p rom ediado de m e d id a . La s a l i d a de l a i n fo rm a c i6 n se r e a l i z e , a t r a v ^ s de l a u n id a d 2 2 0 , p o r m edio de l a im p re s o ra HP-561B, de H e w le tt-P a c k a rd . La c a l i b r a c i d n d e l s is te m a de m edida y a lm ac en a m ie n to de t i e n n e s , OTA 4-AMO, se r e a l i z e en e s t e t r a b a j o p o r e l s e n c i l l o p ro c e d im ie n to de c o n d u c ir a l a e n t r a d a de com ienzo d e l OTA e l Im p u lse Si d e l g e n e ra d o r G1-P2 t r a b a - ja n d o a f r e c u e n c ia de 100 Hz, d i r e c ta m e n te , y a l a e n t r a d a de p a ra d a e l im p u l so S2 d e l mismo g e n e ra d o r , p r e v io p aso p o r e l r e t a r d e JEÏ^-1, o a l i b rad o a su vez p o r e l p ro c e d im ie n to re se n a d o en l a s e c c id n 2 .2 , p a r a d i s t i n t o s - v a lo r e s de e s t e , h a b id a c u e n ta de l a s i m i l i tu d de e s t o s im p u lso s con l o s - p ro p o rc io n a d o s p o r e l f o to m u l t i p l i c a d o r y de que e l r i tm o de c u e n ta en r e ­ gim en de m edida e s asim ism o d e l o rd en de 100 Hz, p o r l o que l a c a l i b r a o i 6 n se r e a l i z e a s f en u n a s c o n d ic io n e s muy s im i l a r e s a l a s de m ed id a . Un t a l - p ro c e so de c a l i b r a c i d n r e a l i z a d o con d o s v a lo r e s f i j o s de r e t a r d o p ro p o r - c io n a de e s t e modo un h is to g ra m a con t a n s d lo d o s I f n e a s muy e s t r e c h a s , ou y a s e p a r a c id n (e n mîmero de c a n a le s ) e s e l d i v i s o r de l a d i f e r e n c i a e n t r e l o s r e t a r d 08 em p leados p a r a o b te n e r e l v a l o r , en n a n o se g u n d o s , de l a anchu r a de l o s c a n a le s d e l AUG. En ca d a c a l i b r a c i d n , e s t e p ro c e s o se r e p i t e en­ t r e 3 y 10 v e c e s , tom andose como a n c h u ra de lo s c a n a le s e l v a lo r m edio de l o s p ro p o rc io n a d o s p o r l o s d iv e r s o s p ro c e s o s . La r e p e t i c i d n p e r id d i c a de — l a c a l i b r a c i d n ha m o strad o que l a an c h u ra de l o s c a n a le s no e x p e r im e n ts nm d i f i c a c i d n a p r e c ia b le en l a r g o s p e r fo d o s de tiem po s i no se cam bia n ing iîn p a ra m è tre d e l s is te m a , como e l ran g o de tiem po o b se rv a d o (c o n d e n sa d o re s de l o s m o n o e s ta b le s ) , l a p e n d ie n te de l a ram pa (c o n d e n sa d o r r e s p o n s a b le ) o l a g a n a n c ia d e l a m p l i f ic a d o r de e n t r a d a d e l a n a l i z a d o r m u l t i c a n a l . La p o s i - c id n a b s o lu ta de l a s I f n e a s en l a c a l i b r a c i d n s f e x p é r im e n ta , en cam bio , — d é r iv a s a p r e c i a b l e s , aunque no m on d to n as, p o r lo que no r é s u l t a a c o n s e ja - b le l a r e a l i z a c i d n de m ed idas dem asiado l a r g a s . O tra s dos c a r a c t e r f s t i c a s im p o r ta n te s d e l s is te m a de m edida de tie m - pos son su s l i n s a l i d a d e s d i f a r e n c i a l e i n t e g r a l . La p r im e ra p r o p o r c io n a l a d i s p e r s i o n en a n c h u ra de l o s c a n a l e s en que se re c o g e l a c u rv a de d e s e :c c i- t a c i ô n , se a id e e x a c ta a e n te en l a s c o n d ic io n e s en que se r e a l i z a n l a s medi_ d a s de d e s e x c i t a c io n e s co n l a u n ie a s a lv e d a d de que l a cam ara e s t a a p a g a d a , r e c o g i^ n d o s e lu z a m b ie n ta l a un r i tm o s i m i l a r a l de a q u e l l a s , se o u e s t r a - p a r a un c a so t f p i c o en l a f i g . 32 y r é s u l t a s e r d e l 5/j en e l i n t e r v a l o - u t i l de c a n a l e s . La l i n e a l id a d i n t e g r a l e s u n a m ed ida de l a p r o p o r c i o n a l i - dad e n t r e l a p o s ic id n de un c a n a l y e l tie m p o a que c o r r e s p o n d e , puede o b - 200 ISO 100 FIg.32 t e n e r s e e x a c ta m e n te e n l a s m ism as c o n d ic io n e s que l a d i f e r e n c i a l s i se s e - l e c c io n a e l modo i n t e g r a l de s a l i d a en l a u n id a d 220 d e l AMC, en que a ca ­ da c a n a l se h ace c o r r e s p o n d e r e l m îm ero t o t a l de c u e n ta s de e s e c a n a l y to_ do s l o s p r é c é d a n te s (3 0 4 ) y se m u e s tr a p a r a o t r o c a so t f p i c o e n l a f i g . 33, en que t i e n s u n v a l o r d e l 2%*. Ambos v a l o r e s de l a l i n e a l i d a d so n p e r f e c t a - m ente a c e p ta b le s e in t r o d u c e n e r r o r e s d e a p r e c i a b l e s en l a s m ed id as de e s t e t r a b a j o ( 3 0 4 ) . E l e f e c to de a p i la m ie n to en l o s c a n a l e s de e n t r a d a d e l OTA, c o n s id e r ^ do en l a s e c c id n 1 .3 , no r e p r é s e n t a p ro b le m s en e s t e t r a b a j o , en que l a - f r e c u e n c i a d e l g e n e r a d o r se ha f i j ado en u n v a l o r s u f i c i e n te m e n te b a j o , co_ mo se ha cornentado en l a s e c c id n 2 . 2 , como no l o r e p r e s e n t s e l de l a f a i ­ t s de c o r r e l a c i d n e n t r e e l o r ig e n de tie m p o sy e l p r im e r f o to n d e t e c t a d o , - d i s c u t i d o asim ism o en l a s e c c id n 1 .3 , a l s e r e l r i tm o de d e t e c c id n de foto_ n é s ( s e c c id n 1 .3 ) muy i n f e r i o r a l 5?^, t f p ic a m e n te d e l o rd e n d e l 1^ . —9 i — e 200 ISO 100250 n* can a l F ig. 33 CAPITÜLO 3 EL E5PECTR0 DEL POTASIO 3.1 OHIGEI? DEL ESPECTRO. DIAGRAL'IA PE NIVELES PE EIlEHglA E l e s p e c t r o , de absorci<5n o e a i s i d n , de un atomo o io n , t i e ne su o r i ­ gen en l a s t r a n s i c io n e s e n t r e lo s e s ta d o s e n e r g ^ t ic o s que l e so n p e r m i t i - dos p o r l a s l e y e s de l a N a tu ra le z a , en e s te ca so form uladO s en l a m ecan ica c u a n t ic a , p o r lo que su e s tu d io p a s a p o r l a d is c u s id n de e s to s e s ta d o s o - n iv e le s de e n e r g fa . La e s t r u c t u r a e l e c t r d n i c a de lo s atom os de l o s m e ta le s a l c a l i n e s , con un e l e c t r o n u n ic o so m etid o a l campo de f u e r z a s c e n t r a l p ro d u c id o p o r e l nu c l e o , de c a rg a 4-Ze, y e l c o n ju n to de l o s demas e l e c t r o n e s d e l atom o, en - u na e s t r u c t u r a de ca p as c e r r a d a s de s im e t r f a e s f e r i c a , s i n momento r e s u l ­ t a n t s (v d ase s e c c id n 1 .7 ) n i c o n t r ib u c id n a l momento t o t a l , y c a rg a - ( Z - l ) e p r e s e n ts un p rob lem s n o ta b le m e n te s i m i l a r a l d e l ^tomo de h id rd g e n o , p o r - lo que su r e s o lu c id n e s ta m b id n , en p r i n c i p i o , a n a lo g s . De hecfcio, l a f u n - c id n de onda d e l e l e c t r d n de V a le n c ia e s t a r e s t r i n g i d a e n te ra m e n te a l e s p a c io e x t e r i o r de l a e s t r u c t u r a de ca p as c e r r a d a s en l o s o r b i t a l e s de m ayor numéro c u a n tic o o r b i t a l , co n v e rg ien d o l o s c o r r e s p o n d ie n te s td rm in o s e s p e c - t r a l e 3 h a c ia lo s h id ro g e n o id e s conform e aum enta 1 , como puede a p r e c ia r s e - en l a f i g u r a 34, donde se com para un s e n c i l l o d ia g ra m s de td rm in o s e s p e c - tre"! "9 d e l p o ta s io con e l d e l h id rd g e n o . La n o ta b le s e p a r a c id n que se a d v i e r t e e n t r e lo s té rm in o s e s p e c t r a l e s de un mismo mîmero c u a n t ic o p r i n c i p a l a l d is m in u ir e l o r b i t a l se debe a l - aum ento de p e n e tr a c id n d e l e l e c t r d n de V a le n c ia h a c ia l a s p ro x im id a d es d e l m îc le o , j u s t i f i c a d o t a n to p o r l a m e ca n ica de Bohr-Som m erfeld como p o r l a - c u a n t ic a , y que l i e va co n s ig o dos e f e c to s de p e r tu r b a c id n d e l p o te n c ia l - c e n t r a l h id ro g e n o id e que aum entan l a f u e r z a de a t r a c c id n y d ism in u y e n , con s ig u ie n te m e n te , l a e n e rg fa de lo s td rm in o s . E s to s e f e c to s de p e r tu r b a c id n son l o s ca u sa d o s p o r e l menor a p a n ta l la m ie n to de l a c a rg a n u c le a r p o r l a - e s t r u c t u r a de cap as c e r r a d a s , que l i e va co n s ig o un mayor campo c e n t r a l - ( p e r tu r b a c id n de 1®^ o r d e n ) , y p o r l a d i s t o r s i d n de e s t a e s t r u c t u r a de ca­ p as c e r r a d a s p o r e l e l e c t r d n p e n e t r a n t s ( e f e c to de p o la r i z a c id n e le c t r o s ta ^ t i c a ; p e r tu r b a c id n de 2° o rd e n ) . E s ta d e p e n d en c ia de l a e n e rg fa de lo s t e r m inos ccn e l im p u lse a n g u la r o r b i t a l , d e b id a a l a d e s v ia c id n d e l p o te n c ia l de Coulomb e s , desde lu e g o , raucho m ayor que l a o r ig in a d a en e l h id rd g e n o - p o r lo s e f e c to s r e l a t i v i s t a s (d e s p la z a m ie n to de Leunb), que t i e n s , adem âs, s e n t id o c o n t r a r i o , y se t r a d u c e en l a m ayor e s t a b i l i d a d (menor e n e rg fa ) de l o s t é m i n o s de ma}'o r moment o a n g u l a r o r b i t a l . T an to e s t e e f e c t o (d e p e n d e n c i a con l ) como l a s e p a r a c i6 n e n t r e l a s com ponen te s de l o s d o b le t e s o r i g i - n ad o s p o r l a com posici<5n de l o s moment os o r b i t a l e s co n e l de r o t a c i d n so ­ b re su e j e d e l e l e c t r d n , que ta m b id n e s m ayor en l o s m e ta i e s a l c a l i n o s que en e l h id r d g e n o , d ism in u y e n a l a u m e n ta r 1 y aum en tan co n e l num éro a td m ic o d e l e le m e n to . 1/2 1/2.3/2 ^3/2 ,S /2 ^ 5/2 ,7 /2 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 H idrogenoP o ta s io u Fig. 3A E n tr e l a s muchas f d r m u l a s , mas o m ènes e m p f r i c a s , p r o p u e s ta s p a r a l a e x p r e s id n de l o s v a l o r e s de l o s td r m in o s e s p e c t r a l e s de l o s m e ta le s a l c a l ^ n o s , en f u n c id n de l o s num éros c u a n t i c o s p r i n c i p a l y o r b i t a l , l a s mas u s a - das so n l a s b a s a d a s en l a de l o s td rm in o s d e l h id r d g e n o , E = - H /n ^ , s u b s t ^ - 9 3 - tuyendo e l num éro c u a n tic o n p o r e l numéro c u a n t ic o e f e e t i v o , u* , en que - se r e f l e j a n l o s e f e c to s p e r tu r b a d o r e s que se a c ab a n de cornenta r y cuya ex­ p r e s id n , en f u n c id n de n y 1 , v ie n e dada p o r l a fo rm u la de H ydberg: n* = n - ^ ( l ) [43] en que S e s e l llam ad o d e f e c to c u a n t ic o , n* - n , o , m e jo r , p o r l a de Ryd- b e r g - R i t z : n* = n - X ( l ) - r ( l ) / n ^ [44] que puede o b te n e r s e con buena c o n c o rd a n c ia de l a t e o r f a a td m ic a de B ohr- Sommerfeld o como lo s t r è s p r im e ro s td rm in o s de l o s d e s a r r o l l o s a que con­ duce l a m ecan ica c u a n t i c a , aunque en e s t e ca so e s d i f f c i î l a e v a lu a c id n de lo s p a râ m e tro s S y É . En l a t a b l a I I I se m u e s tra n l o s niîmeros c u d n tic o s e f e c t iv o s de l o s td rm in o s e s p e c t r a l e s mds b a jo s d e l atomo de p o ta s io , pu - d iendo a p r e c ia r s e que e l d e f e c to c u d n tic o d ism ln u y e a l aum entar 1 y apenas v a r ia con n . TABLA I I I (eo ) Tdrm inos N S P D P 3 2 ,8 5 4 1,77 2 ,2 3 3 ,8 0 3 ,99 5 2 ,8 0 3 ,2 6 4 ,7 7 4 ,9 9 6 ,3 ,8 0 4 ,27 5 ,7 6 5 ,99 7 4,81 5 ,2 8 En l a f i g u r a 35 se rec o g e un d iag ram s b a s ta n te co m p le te de l o s n iv e - l e s de e n e rg fa d e l atomo de p o ta s io (3 0 5 ) , am pliado p o r C o r l i s s y S ugar - ( 3O6 ) pero que re ilne to d o s lo s d a te s de l o s n iv e le s mas b a jo s p u b lic a d o s - en t r a b a j os p r é c é d a n te s (3 0 7 ,3 0 3 ) . E l e s p e c t r o de e m is id n d e l d to n o de p o ta s io se fo rm e ra , n a tu ra lm e n te , p o r l a s t r a n s i c io n e s e n t r e e s to s td rm in o s que e s td n p e rm itid ( ls p o r l a s r e ­ g la s de s e le c c id n (v d ase ca p . 5 ) , o r ig in d n d o se l a s s e r i e s lla m a d a s p r i n c i - - 9 9 - iS S8 m r ^ i > u u I i U i i isa s 8 « 8 inn o> mu 1 t f t iZ j. i j, § i^ 1 »as 1 e 5 r I^UTSasxs SI 5 5 5 2 = 1 3 »n aaaaaa a# » i. s § » ffiîî fl:H ! i x a a a a a 1 ‘I (j.uuaj sopuo »p oj»uinN - = r ~ ' h ^ r h . - 1 0 0 - p a l , n e ta y d i f u s a , cuyas p r im e ra s I f n e a s se re c o g e n en l a f i g . 36 con l a s 2 2 2 2 2 2 t r a n s i c i o n e s n P 4 S , n S —► 4 P y n D —̂ 4 P , r e s p e c t iv a m e n te , y l a - 2 2fu n d am e n ta l con l a s t r a n s i c i o n e s n P —► 3 D, l a s p r im e ra s de l a s c u a le s se re tîn e n en l a f i g . 37 ju n to a o t r a s c a r a c te r i z ad a s . l a f i g u r a 36 r e c o g e , - as im ism o , l a s i ln ic a s t r a n s i c io n e s p r o h ib id a s p o r l a s r é g l a s de s e le c c id n y 2 2 2 2 o b se rv a d a s e n e l e s p e c t r o d e l K it l o s d o b le te s 3 D - * 4 S y 4 D - * ^ 4 S . En l a s c o n o c id a s t a b l a s de S tr ig a n o v (309) se e n c u e n t r a una r e c o p i l a c id n muy co m p lé ta de to d a s l a s I f n e a s o b se rv a d a s y m ed idas en e l e s p e c t r o d e l K l, - con una e s c a la de in te n s id a d e s r e l a t i v e s , h a b id n d o se m edido en un t r a b a jo r e c i e n t e (310) p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i d n r e l a t i v e s de l a s s e r i e s n e t a , d i f u s a y fu n d a m e n ta l. P a ra e l p o ta s io m o n o io n izad o , K* o K II , l a s i t u a c i d n e s , e n to d o s lo s ô r d e n e s , mds c o n fu s e . La c o n f ig u r a c i6 n e l e c t r d n i c a d e l id n e s l a de un g a s n o b le , e l A, atomo en que e l e l e c t r d n de V a le n c ia o mds fd c ilm e n te ex­ c i t a b l e p e r te n e c e a un s is te m a de 6 e l e c t r o n e s e n e rg d tic a m e n te e q u iv a le n t- t e s en a u s e n c ia de camp os e x te m o s in te g r a d o , a su v e z , en o t r o de 8 co n - e l mismo ndmero c u d n tic o p r i n c i p a l . Es l o que se s u e le l l a m a r , en e l l e n - g u a je e s p e e tr o s c d p ic o , u n dtomo c o m p le jo . La c o n f ig u r a c id n d e l e s ta d o fu n ­ d am en ta l e s s e n c i l l a , como c o rre sp o n d e a u n a e s t r u c t u r a de ca p a s c e r r a d a s en s f , [N^ 3s^3p^» que p ro p o rc io n a e l td rm in o 3 ‘S ^ , p e ro p a ra c l a s i f i c a r l o s té rm in o s e s p e c t r a l e s de l a s c o n f ig u r a c iones e x c i t a d a s ( s i n c o n s id é r e r su s m e z c la s ) debe a c u d ir s e a l esquem a jK de a c o p la m ie n to de momentos, que se e s t u d i a r a en e l c a p f tu lo 5 de e s t a M em oria, y que p e r m i ts a s ig n a r l o s - té rm in o s a l a s o ombi n a c i one s p o s ib l e s d e l té rm in o c o r r e s p o n d le n te a l a con f ig u r a c i d n e l e c t r d n i c a fu n d am e n ta l r é s u l t a n t e de p e r d e r e l e l e c t r d n e x c i t ^ do ( e n r e a l i d a d , de cad a uno de l o s dos t a i e s té rm in o s p o s i b l e s , ya que j puede v a l e r 1 /2 d 3 /2 ) con l o s niîm eros c u a n t ic o s o r b i t a l y de " s p in " d e l - e l e c t r d n e x c i ta d o . De e s t e modo se o b t ie n e n dos s is te m a s d i s j u n to s de t é r ­ m inos e s p e c t r a l e s , c a r a c t e r i z a d o c a d a uno de e l l o s p o r un té rm in o " p a d r e " , que r é s u l t a de l a no c o n s id e r a c id n d e l e l e c t r d n e x c i ta d o , 3 P^yg ̂ 3 ^ 3 / 2 ’ e n t r e l o s que no p u ed en , te d r i c a m e n te , p r o d u c ir s e t r a n s i c i o n e s , segdn una de l a s r e g l a s de s e le c c id n de l o s s is te m a s d e s c r i t o s p o r e l ac o p la m ie n to - jK ( c a p . 5 ) , s i t u a c id n s i m i l a r a l a b ie n co n o c id a d e l h e l i o , con su s s is te ^ mas de s i n g l e t e s y t r i p l e t e s . En l a f i g u r a 33 se p r é s e n ta e l d iag ram s (305 ) que re u n e to d o s l o s té rm in o s e s p e c t r a l e s co n o c id o s d e l K II , s i n que r e c o p ^ l a c io n e s a n t e r i o r e s (3 0 7 ,3 0 9 ) n i p o s t e r i o r e s (3 0 6 ) o f r e z c a n mas in fo rm a - — 101 — W î ? ? f f f s t i (Om d) C h - â (^.uü3) copuo »p ojsuinM â f r f \ 102 \ 3 I t \ \ Iflll I M M ̂ "k ^̂""""'̂ .Æt f f t t f a tN. m i? r —'— '— ■“ ! — "- s ( ^ 3 ) fPpUO »p OJ»UIf»N - 1 0 3 - m B Hi 5* f U 5 i l il a o 1 4 y d i f u s a con n ( d ) > 12, t r a s a b s o r c ié n b i f o t é n i c a d esde - e l e s ta d o fu n d a m e n ta l, y e l de B ensoussan (322) p a r a l a s I f n e a s e n t r e l o s e s ta d o s F mas a l t o s . Como r e c o p i l a c ié n b i b l i o g r a f i c a , l a de Hagan (3 2 3 ) , - que su p lem en ta a l a p u b l ic a c ié n NBS-SP-363 d e l N a tio n a l B ureau o f S ta n d a rd s (que cu b re e l p e r fo d o 7 /6 8 - 6 /7 1 ) , reû n e lo s t r a b a j os p u b lic a d o s h a s ta ju n io de 1975. Las e s t r u c t u r a s f i n a s , p a r t ic u la rm e n te l a s l i g a d a s a e s ta d o s P y D, - han s id o tam b ién o b je to de num erosos t r a b a jo s (3 2 4 ) , en su mayor p a r te r e ­ c i e n te s ( 325- 3 2 9 , 2 2 9 ) , p e ro no s e r a n a q u f o b je to de m ayor c o n s id e r a c ié n - p o r no s e r a s u n to c o m p a tib le con l a r e s o lu c ié n e s p e c t r a l d e l s is te m a em- p le ad o en e s te t r a b a j o . R e sp ec te d e l K II , l a s u n ic a s m edidas e s p e c t r a l e s de im p o r ta n c ia re a li^ za d a s h a s ta 1979 s ig u e n s ie n d o l a s de de B ru in (330) y Bowen (3 3 1 ) , a n a l i - za d as p o r B îansfie ld ( 33 2 ) . Como fu e n te a u to r iz a d a p a r a e l c o n t r a s te de ambos e s p e c t r o s , e l de Kl y e l de K II , deben , e n e s te momento, t e n e r s e , so b re to d o , muy en c u e n ta , - - 1 0 7 - l a s t a b l a s de S t r ig a n o v ( 3 0 9 ) , u t i l i z a d a s en e s t e t r a b a j o como p a t r é n de c a l i b r a c i o n p a r a to d o s l o s e s p e c t r o s r e a l i z a d o s , y que c o n s t i tu y e n una r e — c o p i l a c i é n c r f t i c a de l o s p r i n c i p a l e s r e s u l t a d o s p u b lic a d o s h a s t a su f e c h a de e d i c id n . — 1 03— 3 .3 BQLŒAKDEO EL3GTR0HIG0. DISPOSIIIVO DE REGISTRO. CALISRACIOll P u e s to que l a t é c n i c a de medida de v id a s m édias em pleada en e l p r e s e n te t r a b a j o p a s a p o r l a medida de l a i n t e n s i d a d de l a s t r a n s i c i o n e s en fun­ c id n d e l tiem po t r a s e x c i t a c i d u e l e c t r d n i c a , l a c a r a c t e r i s a c i d n e i d e n t i f y c a c id n de e s t a s t r a n s i c i o n e s debe r e a l i z a r s e , n a t u r a l m e n t e , a p a r t i r de su e s p e c t r o o b te n id o p o r e s t e mismo medio de e x c i t a c i d n , que no e s a j e n o a l - e s t u d i o de l o s e s p e c t r o s a td m ic o s (104) y se ha a p l i c a d o r e c i e n t e î a e n t e a l e s p e c t r o d e l p o t a s i o ( 3 3 3 ,3 3 4 ) , d e s ta c a n d o e l co m p le t fs im o t r a b a j o de d e - te r m in a c id n de s e c c io n e s e f i c a c e s de e x c i t a c i d n y a c i t a d o en l a s e c c id n - 1.3 ( 120) . El d i s p o s i t i v o e x p e r im e n ta l u t i l i z a d o a q u f p a r a e l r e g i s t r e d e l espec_ t r o d e l p o t a s i o se compone de l a camara de bombardeo, con l a r e j a p o l a r i z ^ da p o s i t i v a m e n te p a r a f a v o r e c e r e l f l u j o o o n t in u o de e l e c t r o n e s a l a zona d p t i c a , monocromador con red movida p o r m otor s f n c r o n o de v e lo c id a d i ln ioa de 50 nm/min, f o t o m u l t i p l i c a d o r con e l m on ta je y a d e s c r i to en e l c a p f t u l o 2 , f r e c u e n c f m e t r o l o g a r f t m i c o de t r è s c i c l o s (335) p a r a l a m edida de l a - f r e c u e n c i a m edia de d e t e c c i d n de f o t o n e s a cada lo n g i t u d de onda y r e g i s - t r a d o r S ervogor RE 511. P a ra e l r e g i s t r e d e l e s p e c t r o que se m u e s tra en l a f i g u r a 40 se han - empleado en l a cam ara l a s c o n d ic io n e s t é r m ic a s t f p i c a s de l a s m edidas de - d e s e x c i t a c i o n e s ( t e r a p e r a tu r a de l a ca m ara , 200®C; t e m p e r a tu r e d e l condensa d o r , 64®0), t e n s i é n de anodo de *-38 v , de r e j a de t-25 v y de c a l e f a c c i é n - d e l f i l a m e n to de 12 v , o b te n ié n d o s e una i n t e n s i d a d de l a c o r r i e n t e de éno - do de 4 '5 mA, ap rox im adam ente . E l e s p e c t r o es p e r f e c ta m e n te r e p r o d u c i b l e , como se ha comprobado r e p e t i d a s v e c e s a l o l a r g o d e l t r a b a j o , en i n v e s t i g a c i6 n p e r i é d i c a de l a c o m p o s ic id n de l a a t m é s f e r a de l a cém ara . Los p i c o s que a p a r e c e n en e s t e e s p e c t r o con i n t e n s i d a d d i s t i n g u i b l e - d e l fondo c o r re sp o n d e n en su t o t a l i d a d ( s a lv o l a banda c e n t r a d a a 337 nm) a l a s I f n e a s mas i n t e n s e s de l o s e s p e c t r o s d e l p o t a s i o n e u t r o (Kl) y d e l - i o n iz a d o ( K I I ) , no e s ta n d o a u s e n te n in g u n a de t a i e s I f n e a s de i n t e n s i d a d - i g u a l o s u p e r i o r a ést<%s segdn l a s t a b l a s de S t r ig a n o v (309) , y a c i t a d a s . La c o n f r o n t a c i d n con l o s r e s u l t a d o s de f u n c io n e s de e x c i t a c i d n d p t i c a s p o r im pacto e l e c t r d n i c o (120) e n t r e 5 y 30 eV de lo s e l e c t r o n e s e x c i t a d o r e s e s ta m b ié n s a t i s f a c t o r i a , pese a l a menor r e s o l u c i é n d e l s i s t e m a o p t i c o em- - î 0 IE kZ/£),dy ♦ l ( Z / l ) .d y ■ ■ L. L § £ 2 to (N «No 00 to - 1 1 1 - Q 9*S8 06*56 M Z/1) dy ‘( Z / l ) d 7 08*501 Z (Z /SI d? . # # # # ! G i a t l O T E C A - 1 1 2 - p le a d o en ese c a s o . La banda c e n t r a d a en 337 nm d epends en su i n t e n s i d a d - r e l a t i v e de l a p r e s i d n b a s e , a p a re c e en to d o s l o s e s p e c t r o s r e g i s t r a d o s - con e s t e s i s t e m a , con in d e p e n d e n c ia d e l e lem en to que ocupe l a c a m a ra , y p ^ r e c e s e r d e b id a a l Hg d e l a i r e r e s i d u a l . Son ta m b ié n n o t a b l e s l o s c a r a c t e ­ r f s t i c o s ( 3 0 7 ) g ru p o s de c u a t r o I f n e a s c o n s t i t u f d o s p o r l a p ro x im id a d de - l a s t r a n s i c i o n e s 4?-nD y 4P - ( n f 2 ) S , que se a p r e c i a n p e r f e c t a m e n t e en e l e ^ p e c t r o de l a f i g . 40 p a r a e l i n t e r v a l o 3 * n < 1 0 . R e sp e c te de l a i n t e n s i d a d r e l a t i v e de l a s I f n e a s y de é s t a s r e s p e c t e d e l f o n d o , debe r e i t e r a r s e l a a d v e r t e n c i a de que c o r r e s p o n d e a u n a r e p r e - s e n t a c i é n en t r è s e s c a l a s l i n e a i e s s u p e r p u e s t a s l o g a r f tm ic a ra e n te , que p e r ­ m i t s r e u n i r en un mismo e s p e c t r o to d a s l a s I f n e a s p e r o que m o d i f i c a l a a p ^ r i e n c i a d e l c o n ju n to de i n t e n s i d a d e s r e l a t i v a s . E l f r e c u e n c f m e t r o u t i l i z a ­ d o , d e s c r i t o e n o t r a Memoria ( 3 3 5 ) , f u e r e p a r a d o , a d a p t ado y r e p e t id a m e n te c a l i b r a d o p a r a e s t e t r a b a j o , o f r e c i é n d o s e en l a s f i g u r a s 41 y 42 l a l i n e a ­ l i d a d de l a t e n s i é n de s a l i d a ( a l r é g i s t r a d e r ) en f u n c i é n de l a f r e c u e n c i a d e n t r o de c a d a c i c l o y e l c a r a c t e r e x p o n e n c ia l de l a s e c u e n c ia de l o s t r è s c i c l o s , r e s p e c t i v a m e n t e . Las i n t e n s i d a d e s d e l e s p e c t r o de l a f i g . 40 no e s t a n c o r r e g i d a s p o r - l a c u r v a de s e n s i b i l i d a d c s p e c t r a l d e l f o t o m u l t i p l i c a d o r em pleado . Aunque l o s p o t e n c i a l e s de i o n i z a c i é n d e l K y s o n , r e s p e c t i v a m e n t e , 4*52 y 3 1 ' 6 6 V ( 2 6 7 ) , l o que j u s t i f i c a l a a p a r i c i é n de l a s I f n e a s de em i- s i é n de ambas e s p e c i e s en e l e s p e c t r o de l a f i g u r a 40 , l o c i e r t o e s que - l a s I f n e a s d e l segundo d e s a p a r e c e n p a r a t e n s i o n s s de anodo p o r d e b a jo de - unos 25 V, como se h a comprobado p e r f e c t a m e n te p o r e l r e g i s t r e de e s p e c ­ t r o s a 4-23 V de t e n s i é n de an o d o , en que sô lam en te a p a r e c e n l a s I f n e a s d e l K l , se g u ra m en te a c a u s a de l a b a j a s e c c i é n e f i c a z d e l K II p a r a b a j a s e n e r - g f a s de l o s e l e c t r o n e s e x c i t a d o r e s . De hec h o , un e s t u d i o s i s t o m a t i c o de o£_ t i m i z a c i é n de l a s c o n d i c io n e s de m ed ida de l a c u r v a de d e s e x c i t a c i é n d e l - n i v e l 33 d e l Kl a 534 nm d i é como r e s u i t a d o una t e n s i é n é p t im a de anodo de +23 V , s e g u id a de ce r c a p o r *-33 v. En e l e s p e c t r o m o s t ra d o en l a f i g . 40 se han "marcado** l a s I f n e a s co n e l sfm bolo d e l e s t a d o s u p e r i o r de l a t r a n s i c i é n a que c o r r e s p o n d e n , d i s t i n g u ié n d o se con un a s t e r i s c o l a s s e l e c c i o n a d a s , p o r m o t iv o s de i n t e n s i d a d y p u r e z a , p a r a l a s m edidas de v id a s m é d ia s . - 1 1 3 - 4- *4" — 1 1 -r^ En l a o p t i c i s a c i d n d e l e s p e c t r o , se ha o b se rv a d o q u e , s i e l a n io q u e - e s bueno y se é v i t a l a r a d i a c i d n d e l f i l a m e n t o , l a mayor t e n s i d n de t r a b a ­ j o de e s t e , que se t r a d u c e en un a mayor e m is id n e l e c t r d n i c a , l a v o r e c e l a - r e l a c i d n s e n a l : fondo e n a q u é l , que e s p r â c t i c a m e n t e i n d e p e n d i e n t e de l a - t e n s i d n y de l a i n t e n s i d a d de an o d o , y a q u e , a l a u m e n ta r e s t a u l t i m a , au­ m entan p a r a l e l a m s n t e l a i n t e n s i d a d de l a s I f n e a s y l a d e l f o n d o , q u e , a su v e z , se ha i d e n t i f i c a d o r e i t e r a d a m e n t e como p r o d u c id o p r i n c i p a l n e n t e p o r - e l f o t o m u l t i p l i c a d o r m^s b i e n que p o r l a l u z d e l f i l a m e n t o o d e l a m b ie n t e . La p r im e ra c a l i b r a c i d n d e l monocromador e f e c t u a d a se rea l iz< 5 m e d ia n te e l e s p e c t r o d e l c e s i o de u n a lam pa r a de d e s c a r g a a l i m e n t a d a p o r u n g e n e r a ­ d o r de im p u lso s de a l t a t e n s i d n ( d i s p o s i t i v o que se cornenta e n e l c a p f t u l o 4 de e s t a M em oria) . E s t e e s p e c t r o , que se m o s t rd p e r f e c t a m e n t e r e p r o d u c i ­ b l e , se p r é s e n t a e n l a f i g . 43 e n u n a v e r s i d n muy a n g o s t a . E s t a r e g i s t r a d o a T 100=0 y c o n e l f r e c u e n c f m e t r o l o g a r f t m i c o em pleado en e l e s p e c t r o d e l po­ t a s i o . De e s t a ca l i^ b r a c i 5 n s e d e d u jo - un a d e s v i a c i d n r e - p r e s e n t a t i v a de - 0 - 3 ' 5 A, i n f e r i o r a l a r e s o l u c i d n d e l - monocromador (4 A). Del e s t u d i o de l a s p r i n c i p a l e s I f n e a s d e l e s p e c t r o d e l po ̂ t a s i o n e u t r o y d e l io n i z a d o ( l a s u t i l i ^ z a d a s en l a s m edi­ d a s que se p r e s e n - t a n en e l c a p f t u l o 4 ) , se de r i v an una d e s v i a c i d n m edia de 2*3 1 y c u a d r a t ^ 9 9 9 c a m ed ia de 3*7 A en e l K l , y de 1*3 A y 1*8 A , r e s p e c t i v a m e n t e , e n e l - K I I . En to d o c a s o , como puede a p r e c i a r s e , e s t a s d e s v i a c i o n e s p e rm a n e c e n - p o r d e b a jo de l a r e s o l u c i d n n o m in a l d e l monocromador, no o b s t a n t e l o c u a l l a d e t e r m in a c id n e x a c t a d e l mazimo de c a d a p ic o se r e a l i z e i n d i v i d u a l y re_ JL 300 400 500 F ig . 43 600 700 X ( n m ) - 1 1 3 - p e t id a m e n te m e d ia n t e m e d id a s p u n t u a l e s con e s c a l a p o r c u e n t a de f o t o n e s i n d i v i d u a l e s a n t e s de p r o c é d e r a l a o b t e n c i d n de l a c u r v a l ( t ) c o r r e s p o n d i e n t e . P o r U l t im o , en l a f i g . 44 s e p r é s e n t a , en u n r e g i s t r e t a m b ié n muy - a p r e t a d o , e l e s p e c t r o d e l a r g o n m edido p o r e x c i t a c i d n p o r d e s c a r g a , y e n - l a f i g . 45 m edido e n l a cdm ara em p le a d a p a r a e l p o t a s i o , co n e x c i t a c i d n - c o n t i n u a , a p 2 # 0 '6 t o r r y T a m b ie n t e . E l a r g o n se em p led e n e s t e t r a b a j o - p a r a l a s p r u e b a s i n l c i a l e s de l a cdm ara y o p t i m i f a o i d n de l o s p a r â m e t r o s - 300 400 500 F ig . 4A 500 700 X ( n m ) de m e d id a d e l s i s t e m a , como l a r e l a c i d n s e n a l : f o n d o , f r e c u e n c i a de l o s Im­ p u l s o s de e n t r a d a d e l b i e s t a b l e , t e n s i o n es e i n t e n s i d a d de l a c o r r i e n t e - e l e c t r d n i c a e n l a ca m a ra . - 1 1 6 - - 1 1 7 - CAPITUIiO 4 tlEDIDAS DE VIDAS MEDIAS EEALIZADAS - 1 1 9 - 4 .1 LSD IDAS g?3YlÂS. 3 0 S I0 , G53IQ Y ARGON A ntes de e n t r a r en l a p r e s e n t a c i d n de l a s m ed id as de v id a s m é d ia s de n i v e l e s d e l p o t a s i o , que c o n s t i t u y e n e l v e r d a d e r o n ü c l e o d e l t r a b a j o d e s - c r i t o en e s t a i n m o r i a , se d e d i c a e s t a s e c c i o n a h a c e r una muy a b r e v i a d a s z p o s i c i o n de l a s m e d id as q ue , aon e l c a r a c t e r de p r e v i a s , se r e a l i z a r o n so ­ b re s i s t e m a s , g e n e r a lm e n te mas s e n c i l l o s que e l d e s c r i t o e n e l c a p i t u l e 2 , co n e l p r o p d s i t o , c o n s e g u id o , de p r o b a r l o s d i s p o s i t i v o s e x p é r i m e n t a l e s , - e x a m in e r s u s p r e s t a c i o n e s y r e a l i z a r a p r o x i m a d o n e s a s u s d e p e n d e n c ia s p a - r a n ^ t r i c a s . Las p r im e r a s m ed id as r e a l i z a d a s , co n un a câm ara s i m i l a r a l a p r e s e n t s ^ da en l a f i g . 21 p e r o m ayor y mas t o s c a , p o r bombardeo e l e c t r d n i c o c o n t i - nuo s o b r e v a p o r de s o d i o en a t m d s f e r a de a r g o n , f i l t r o de p a s o de b an d a p ^ r a l a l i n e a mas i n t e n s a de a q u € l y f o t o m u l t i p l i c a d o r de c e n t e l l e o , c o n f i r - m aron l a d e p e n d e n c ia de l a emisi<5n d e l m e t a l a l c a l i n o co n l a p r e s i d n d e l - g a s n o b l e , d e n u n c ia n d o a s f l a e x c i t a c i d n c o l i s i o n a l i n d i r e c t a d e l p r im e r o p o r e l s e g u n d o , y a q u e , e x c e p to p a r a p r e s i o n e s r e a lm e n t e e l e v a d a s ( s u p e r i £ r e s a 1 t o r r ) , l a e m is id n d e c r e e s con l a p r e s i d n de A, h a s t a l l e g a r a h a - c e r s e i m p e r c e p t i b l e a p r e s i o n e s d e l o r d e n de 10” ^ t o r r . E l v a l o r mâxlmo de l a e m is id n se a l c a n z d a p a O ' 4 t o r r . La e n e r g f a de l o s e l e c t r o n s s e n e s t a s e x p e r i e n c i a s fu e d e l o r d e n de l o s 200 eV. 9.4 Ma 3000V X «1mm -H H 1K>1 T ra s e s t a e x p e r i e n c i a i n i c i a l de e x c i t a c i d n c o n t i n u a de ÎTa e n p r e s e n - c i a de A, se a c o m e t id l a e x c i t a c i d n p u l s a d a m e d ia n t s l a a p l i c a c i d n a u n a - lamp a r a c o m e r c ia l de v a p o r de Os de l o s im p u l s o s dç aQ.ta t e n s i d n p r o d u c i - ■ d o s p o r u n g e n e r a d o r d i s e n a d o a p r o p d s i t o , c u y a t e r c e r a v e r s i d n se m u e s t r a e n l a f i g . 4 6 , y a co n l o s s u ^ s i s t e m a s d p t i c o y e l e c t r d n i c o d e s c r i t o s e n l a s s e c c i o n e s - 2 . 3 y 2 . 4 en l o f u n d a m e n ta l . E l o r i g e n de t i e m p o s p r o c e d l a de l a s a l i d a de 20v d e l g e n e ­ r a d o r de im p u l s o s de l a f i g . 4 6 , que se c o n d u c f a a l a e n - t r a d a de im p u ls o s de com ienzo d e l OTA. Con e s t e s i s t e m a se r e a l i z a r o n 112 m e d id a s , de l a s que se d e r i v a r o n v a r i a s - iloopf I I 100 a 6Kv UZvy ttW tht ESTABIS*; TORES DE Si Fig. A6 - 1 2 0 - O D se rv a c io n e s o r e '-t . a s : a) T e r i f i c a c i d n de que l o s im p u ls o s de AT a p l i c a d o s a l o s e l s o t r o d o s - de l a l a n p a r a no so n c a p t a d o s como T a l e s p o r l a e n t r a d a de com ienzo d e l OTA. b) E l fo n d o no d p t i c o que se r e c o g e co n e s t e s i s t e m a e s i n f e r i o r a l - O 'ifà de l a m e d id a , fo ndo que i n t r o d u c i r f a un e r r o r d e s p r e c i a b l e , c ) ' / e r i f i c a c i d n d e l e f e c t o f a l s e a d o r de l a s c u r v a s de d e s e x c i t a c i d n de l o s e l e v a d o s p o r c e n t a j e s de m e d id a , que f a v o r e c e n l a d e t e c c i d n de l o s p r i ­ me r o s f o t o n e s e m i t i d o s p o r e l c o n j u n t o de a tom os e n o b s e r v a c i d n ( s e c c . 1 .3 ) d i f i c u l t a n d o l a de l o s p o s t e r i o r e s . E s t e e f e c t o puede o b s e r v a r s e e n l a f i g . 47 ; en que se b a n r e u n i d o - s e n d a s c u r v a s de d e s e x c i t a ­ c i d n p o r l a t r a n s i c i d n a éa - i n t e n s a d e l c e s i o , r e g l s b r a ­ d a s a a l t o y dp t im o 5%) r i t m o s de c u e n t a . d ) V e r i f i c a c i d n de u n a - e x c e l e n t e r a p r o d u c i b i l i d a d - de l a s c u r v a s , que puede com p r o b a r s e e n l a f i g . 4 3 , e n * - que se r e p r é s e n t a l a superpo_ s i c i d n de 5 de e l l a s c o r r e s - p o n d i e n t e s a l a misma t r a n s ^ c i d n , m e d id as e n d i f e r e n t e s d f a s . La r e p r o d u c i b i l i d a d se h a co n p ro b a d o ta m b id n en p r e s e n c i a de c a s c a d a s ( c u r v a s c o n d o s co m p o n en ts s e x p o n e n c i a l e s ) , como e n l a que se o f r e c e e n l a f i g . 4 9 , que c o r r e s p o n d e a l a s e g u n d a t r a n s i c i d n mas i n t e n s a d e l e s p e c t r o d e l C s , o b t e n i é n d o s e r e s u l ­ t e d o s nuy a c o r d e s p a r a l a v i d a m ed ia d e l n i v e l s u p e r i o r d e s p u d s - de r e s t a r l a com ponente a t ie m p o s l a r g o s . e ) La c a l i b r a c i d n n n î l t i p l e , r e p e t i d a p e r i d d i c a n e n t e , d e l c o n j u n t o CTA+ +ALIC, o f r e c e u n a d e s v i a c i d q t f p i c a de 0*02 ns e n l a a n c h u r a de l o s c a n a l e s , e n v a l o r r e l a t i v o , f ) En t r è s t r a n s i c i o n e s r é s o n a n t e s se i n v e s t i g d l a a u t o a b s o r c i d n e n - f u n c i d n de l a p r e s i d n de C s , e ne o n t r a n d o se e s t a b a s t a n t e c l a r a en a l g u n a , I »% Fig. 47 - 1 2 1 - t •t» ISOno Mg. 49 - 1 2 2 - 2 2 ? coriio l a 7 —► 6 S ̂ , y ne no s é v i d e n t e en o t r a s , como l a 7 P^y^ - * 6 S^yg. La e x t r a p o l a c i d n de ambas f u n c io n e s C ( c ) a d i l u c i d n i n f i n i t a p ro - p o r c io n a un v a l o r muy a c o rd e con l o s r e c o g id o s en l a b i b l i o g r a f i a ( t a b l a - IV) p a r a l a p r im e ra y a lg o p e o r p a r a l a segunda , l o que p o d r i a I n d i c a r una mas f â c i l a u t o a b s o r c i d n a b a j a s p r e s i o n e s p a r a e l e s t a d o 7^P^yg. Con e s t a TABLA IV T ( 7 % / 2 ) , n s R e f e r e n c i a s <864 340 <540 341 250 342 < 4 9 0 343 >160 344 116 345 155 - 5 125 339,350 122-2 346 111-6 347 131-4 353 135-1 348,352 I 34Î 3 349,199 158 î 5 I 36Î 4 2 8 1 ,1 9 9 ,5 5 147 - 25 351 158 î 3 135-3 45 1 6 5 - 6 55 150 t 4 13(^4 23 155 - 4 133^2 422 155 - 2 156±2 e s t e t r a b a j 0 c o n c o rd a n c ia se rea f l im ia e l c o r r e c t e fu n c io n a m ie n to d e l s u b s i sterna e l e c t r ^ n i c o . g) Comprobacidn d e l e f e c t o p e r t u r b a d o r d e l A p r e s e n t s en l a lam para s £ b re e l Cs, y v i c e v e r s a , a l a p r e c i a r , m id iendo d e s e x c i t a c i o n e s en I f n e a s - d e l A, no s d lo -u n e z c l a con o t r a s d e l Os, e s p e c ia lm e n te cuando l a r â p id a - 1 2 3 - d s s e x c i t a c i ô n de a q u ^ l e s s u f i c i e n t e p a r a h a c e r n o t a b l e l a n i s l e n t a de e £ t a ( f i g . 5 0 ) , s i n o l a a p a r e n t e r e s p o n s a b i l i d a d de d e t e n a i n a d o s e s t a d o s e z - c i t a d o s d e l A en l a p o b l a c i ô n de o t r o s d e l Cs s u p u e s t a n e n t e p o r c o l i s i d n - cuando l a s e n e r g r a s que s e p a - r a n a e s t o s e s t a d o s e x c i t a d o s de l o s c o r r e s p o n d i e n t e s f u n d ^ m e n t a l e s so n s i m i l a r s s . Todos e s t o s e f e c t o s , s i n e m b a rg o , no so n s u s c e p t i b l e s de u n e s t u d i o c o n c l u y e n t e e n u n s i s t e m a , como un a la m p a ra c o m e r c i a l , en que no p u ed e n — m a n e ja r s e a v o lu n ta d v a r i a ­ b l e s como l a p r e s i d n , q u e , - ad e m a s , se c o n s i d é r a a h f derm s i a d o e l e v a d a , p o r l o que se a c o m e t id e l d i s e n o y cons truc_ c i d n de l a cdm ara que s e u s a r f a y a p a r a l a s m e d id a s e n K, e n que p r e s i d n y t e m p e r a t u r e s e pu ed e n r e g u l a r e x a c t a m e n te co n d o s d i s p o s i t i v o s d e s c r i t o s - en T T s e c c i d n 2 . 1 . Con e s t a c d m a ra , y y a co n l a c o n f i g u r a c i d n t r i d d i c a , r e r e a l i z a r o n 20 m ed id as e n A, d e s p u d s de a l g u n a s o t r a s con c o n f i g u r a c i d n de d e s c a r g a e n t r e e l e c t r o d e s , que p e r m i t i e r o n p r o b a r e l s i s t e m a e n l a s c o n d i - c i o n e s de m ed ida con e s t a d o s de v i d a m e d ia b ie n c o n o c id o s . E l a c u e rd o obte^ n id o c o n l o s v a l o r e s r e s e n a d o s e n o t r o s t r a b a j o s b i e n c o n o c i d o s , como l o s de S u r r o y c o l . (336) y Erman y c o l . (3 3 7 ) f u e e x c e l e n t e . P o r o t r a p a r t e , e s t o s p r i m e r o s e n s a y o s con e l s i s t e m a d e f i n i t i v e de - c o n f i g u r a c i d n t r i d d i c a p e r m i t i e r o n h a c e r a l g u n a s o b s e r v a c i o n e s s o b r e su - co D ip o r ta m ie n to , y , a s f , s e comprobd que l a r e l a c i d n s e n a l t f o n d o e n e x c i t a ­ c i d n p u l s a d a a u n e n ta c o n l a e n e r g f a de l o s e l e c t r o n s s y con l a i n t e n s i d a d de l a c o r r i e n t e de anode (numéro de e l e c t r o n e s ) , y d ism in u y e a l a u m e n ta r - l a t e n s i d n de c a l e f a c c i d n d e l f i l à m e n t o ( p a r a i n t e n s i d a d de anode c o n s t a n ­ t e ) , o b t e n i e n d o s e , p o r t a n t o , u n a t a l r e l a c i d n maxima c u a n d o , c o n una i n ­ t e n s i d a d de anode d a d a , se t e n g a , con u n dp t im o e n f o q u e , u n a t e n s i d n de - anodo maxima s i n d e s c a r g a au tdnom a y u n a t e n s i d n de f i l à m e n t o m in im a . Tam- b id n s e comprobd que e l r u id o i n t e r n e d e l f o t o m u l t i p l i c a d o r a p o r t a una con t r i b u c t d n d e l 77/3, a p r o x im a d a m e n te , a l fo ndo t o t a l d e l s i s t e m a en e s t a s - c o n d i c i o n e s . - 1 2 4 - 4 . 2 POT/wIO rSUTPwO 3e han r e a l i z a d o , p o r p r im e ra vez con l a t e c n i c a d e s c r i t a eii e s t a He- “l o r i a , un t o t a l de 154 m edidas de v id a s m édias de 11 n i v e l e s e n e r g é t i c o s - d e l a to n o de p o t a s i o , E s to s n i v e l e s son l o s nS (n = 6 -9 ) , n P (n = 5 ,5 ) y nD(n= = 5 -1 0 ) . Todas l a s m edidas de l o s n i v e l e s no r é s o n a n te s (nS y nD ), en l o s que - no se han e n c o n t r a d o e f e c t o s de c a s c a d a s n i son p o s i b l e s l o s de a u t o a b s o r ­ c i d n , se han r e a l i z a d o a una t e m p e r a t u r a de 200®G, en que e l K t i e n e una - p r e s i d n de v a p o r de 7 , 8 * 10” ^ t o r r y una d e n s id a d d e l v a p o r s a tu r a d o de - 1 ,6 .1 0 ^ ^ a t . cm ^ , m an ten iendo e l condensado r (v é a se s e c c . 2 .1 ) a unos 65 p a r a d e t e n e r , co n d e i is a n d o lo , e l vapo r de p o t a s i o que p r e t e n d i e r a e m ig r a r - h a c i a e l s i s t e m a de bombeo, que m a n te n ia una p r e s i d n r e s i d u a l de a i r e d e l o rd e n de lO” ^ t o r r . E l p o t a s i o , en e z c e s o p a r a a s e g u r a r l a s a t u r a c i d n d e l vapo r a 200°C, se i n t r o d u c e en e l fondo de l a câm ara l i m p i o , c o r ta d o en pe ̂ quenos t r o z o s y n o ja d o con t o l u e n o , p a r a p r o t e g e r l o de l a a c c id n o x id a n te d e l a i r e . En l a s p r im e ra s e x p e r i e n c i a s , e l p o t a s i o se i n t r o d u c i a en l a câ ­ mara b a jo l a a t r a d s f e r a i n e r t e de a rg o n de una v i t r i n a de g u a n t e s , con una c o n ta m in a c id n p o r ox igeno d e l o rd en de 150 ppm, p e ro mâs t a r d e se comprobd que s i l a o p e r a c id n se h a c i a con c e l e r i d a d , e s t a p r e c a u c i d n no e r - l e c e s a ­ r i a , pud iendo r e a l i z a r s e l a c a r g a de l a câmara a l a i r e ( 2 8 9 ) . La t e n s i d n - a l t e r n a de c a l e f a c c i d n d e l f i l à m e n to o s c i l d en to r n o a l o s 9 v , y l a t e n ­ s id n de p o l a r i z a c i d n de l a r e j a so b re l o s - 2 0 v. La t e n s i d n de p o l a r i z a - c id n d e l ânodo fu e de ♦38 v en to d a s l a s m edidas con e x c e p c id n de l a s co­ r r e s p o n d i e n t e s a l o s n i v e l e s r é s o n a n t e s (nP) en q u e , p o r p r e s e n t a r s e corn- • p i e j os p rob lem as de c a s c a d a s , hubo que r e c u r r i r a r e b a j a r l a e n e r g i a de - l o s e l e c t r o n e s , a s i como a d i s n i n u i r , en o c a s io n e s , l a d u r a c id n de l o s im­ p u l s o s e x c i t a d o r e s , q u e , p o r l o comân, e r a n de 350 n s , p a r a e l u c i d a r e s t a s c o m p o s ic io n e s . Asimismo, p a r a e s t u d i a r l a v a r i a c i d n de l a v id a media apa­ r e n t e con l a d e n s id a d d e l v a p o r , p o r e f e c t o de l a p re s u m ib le a u t o a b s o r c i d n l a s m edidas de e s t o s n i v e l e s re so n s in te s se r e a l i z a r o n a v a r i a s t e m p e ra tu - r a s de l a câm ara , e n t r e 100 y 200®C. La d u r a c id n m edia de l a s m edidas fu e de 420 m in u t e s , o s c i l a n d o e n t r e 16 y 2242 m inu tes segûn l a i n t e n s i d a d de - l a t r a n s i c i d n u t i l i z a d a . En l a s f i g u r a s 51 a 60 se p r e s e n t a n c u rv a s r e p r e s e n t a t i v a s de desexci_ t a c i d n de cada une de l o s n i v e l e s d e l Kl m edidos, y en l a t a b l a V l o s 10 - - 1 2 5 - Va l o r e s o b t e n id o s p o r medida d i r e c t s , con su d e s v i a c i o n t f p i c a , j u n t o a l a l o n g i t u d de onda de l a t r a n s i c i d n u t i l i z a d a y a l numéro de l a f i g u r a en - que se m u e s t r a l a c u r v a r e p r e s e n t a t i v a c o r r e s p o n d i e n t e . Ademas, se han po- d id o m e d ir l a s v id a s m éd ias de l o s n i v e l e s 63 y 73 a p a r t i r de l a s c o r r e s ­ p o n d ie n t e s com ponente s " n e g a t i v a s ” (v d ase c a p . 6) de c a s c a d a de l a s c u rv a s de d e s e x c i t a c i d n de l o s n i v e l e s 5P y 6P, con l o s r e s u l t a d o s que se r e c o g e n en l a t a b l a VI. En l a s f i g u r a s 54 y 55 s e ha r e p r e s e n t a d o , ademas d e l a n â - l i s i s g r â f i c o de l a s d o s com ponente s p r i n c i p a l e s , l a suma de l a s dos compo^ n e n t e s r é s u l t a n t e s , como com probac idn , p o r s u p e r p o s i c i d n a l o s p u n to s expe_ r i m e n t a l e s , de l a bondad d e l a n â l i s i s . TABLA V N ive l /L t r a n s . ^ nm ? , ns n® f i g 73 580,2 200 - 20 51 83 532 ,3 280 t 40 52 93 508,4 310 t 30 53 5P 404 ,4 213 - 7 54 6P 344 ,6 350 î 50 55 5D 533,2 345 - 8 56 6D 535,9 580 - 90 57 7D 511,2 600 î 30 58 8D 496 ,5 480 î 60 59 10D 480 ,4 247 60 La m ed ida de l o s n i v e l e s S no p r e s e n t d o t r o s p rob lem as que e l de su - b a j a i n t e n s i d a d , y a de p o r s f im p o r ta n te a l p r o d u c i r c o n s ig u ie n te m e n te una b a j a r e l a c i d n s e n a l ; f o n d o , d i s p e r s i d n ( r a f z c u a d r a d a d e l fondo ) y l a r g o s - p e r f o d o s de m ed ida , en o c a s io n e s d i s t r i b u f d o s en v a r i a s s e s i o n e s , que con- ducen a una i m p r e c i s i d n n o t a b l e de l a s m e d id as . TABLA VI H iv e l *2", ns n® f i g . 63 90 - 20 54 7S 1 3 8 - 2 55 -12Ô- T3 0 p o r e n c ^ n a de c a p a s c e r r a d a s c u a u d o a l g u n a s do l a s i n t e r a c c i o n e s m a g n â t i c a s s e a n - p e q u e n a s - y - - o t r a s g r a n d e s f r c n t e a l a p a r t e a n g u l a r de l a s e l e c t r o s t a t i c a s , como s u c e d e e n c o n f i g u r a c i o n e s c o n u n a c a p a c o n u n h u e c o y c o n u n e l e c t r o n de momento o r b i t a l g r a n d e . 2n e s t e r a o d e lo , l a i n t e r a c c i o n mas f u e r t e e s l a m a g n e t i c a s p f n - o r b i t a l " d e l h u e c o " e n l a c a p a c a s ! l l e n a : ï i 4 [47 ] r . c o p lâ n d o s e e s t e momento c o n e l o r b i t a l d e l e l e c t r o n â p t i c o p o r i n t e r a ç _ c i â n e l e c t r o s t â t i c a d â b i l î l i f î j = K [4 9 ] e i n t e r a c c i o n a n d u m a g n â t i c a y mucho mâs d â b i l m e n t e e s t e momento K c o n e l - s p f n d e l e l e c t r o n mâs e x t o r n o : K + Sj = J [ 49] n u d ié n d o s e d e s i g n a r a c a d a n l v e l r é s u l t a n t e de l a fo rm a ( j ) l D ( ] j . De h e c h o , l o s n i v e l e s s e p r e s e n t a n e n d o s s e r i e s d i s j u n t a s , c o r r e s p o n d i e n d o c a d a u n a a un v a l o r d i f e r e n t e d e l momento t o t a l d e l den o m in ad o t e r m i n o p a d r e , - 1 5 4 - 5 . 2 GALGULO A r .:0 : : i : .ÀLÛ 2 2 ? 2 Q 3 A 2 IL IS :.D 2 3 D2 TllA hSIG IO ir Y VIDAS La p r o b a b i l i d a d do t r a n s i c i d n e s p o u o â n e a e n t r e d o s e s t a d o s (3 5 5 ) e s - d . G s a r r o l l a b l c e n un a s u n a de t é n a i n o s c o r r e s p o n d i e n t e s a l o s d i s t i n o o o t i ­ p os de r a d i a c i o n que l a aco m p a h an , e l é c t r i c a y m a g n e t i c a , d i - y n u l b i p o l a r ( 3 6 3 ) . De l a c o i i ip a r a c iâ n de l a i m p o r t a n c i a r e l a t i v a de e s t o s t é m i n o s (3 5 7 ) se d e d u c e , s i n en b o . rg o , que l a m a y o r fa de l a s I f n e a s e s p e c t r a l e s de l o s - a to m o s se j u s t i f i c a n p e r f e c t a u e n t e c o n s i d e r a n d o t a n s 6 l o l a r a d i a c i â n dlp_o l a r e l e c t r i c a , q u o , u t i l i z a n d o u n i d a d e s a t â n i c a s , v i e ne d a d a , e n s ” "*, p o r : Ë = -e 2T Fj, Gono yo se c o n e n t â en l a s e c c i â n p r e c e d e n t e , l a s f u n c i o n e s de o n d a , - ^ i '^f* p u e d e n o b t e n e r s e p o r r e s o l u c i â n e x a c t e de l a e c u a c i â n de - S c h r o d i n g e r , t r a t â n d o s e de s i s t e m a s mul t i e l e c t r â n l c o s , d e b i â n d o s e a c u d i r a n â t o d o s de r e s o l u c i â n a p r o iâ n a d a ( 3 7 7 ,4 2 3 ) , cono e l d e l caiapo c e n t r a l o mo d e l o do p a i 'T f c u l a s i n d e p e n d i e n t e s ( b a s a d o e n l a t e o r f a de p e r t u r b a c i o n e s ) o e l de H a r t r e e - P o c k ( v a r i a c i o n a l ) . E s t e u l t i m o s e h a a p l i c a d o en l a d e t e r n i n a c i ô n de v i d a s m é d ia s e n s e r i e s i s o e l e c t r d n i c a s d e l L i , îfa y K ( 3 7 5 ) , - au nq ua s e h a o b s e r v a d o u n a m a la o o n v e r g e n c i a d e l p r o c e s o i t e r a t i v o e n e l - c a l c u l e de l a s f u n c i o n e s de onda de l a s c o n f i g u r a c i o n e s 3 p ^ n f (n = 4 -3 ) d e l K l . E l m ode lo de p a r t f c u l a s i n d e p e n d i e n t e s , p o r s u p a r t e , e n s u v e r s i â n eu l o m b i c a ( 3 7 5 , 3 7 7 ) , que se h a r e v e l a d o como p a r t i c u l a r m e n t e a p r o p i a d o p a r a l o s m e t a i e s a l c a l i n e s y s u s s e c u e n c i a s i s o e l e c t r â n i c a s , c ono t a n b i e n p a r a t r a n s i c i o n c G e n t r e e s t a d o s e x c i t a d o s d e â to m o s mâs c o m p l e jo s e n que e l - e l e c t r â n " o p t i c o " p u e d a c o n s i d e r a r s e f u e r a de l a s c a p a s i n f e r i o r e s , e s s u ^ c e p t i b l e de d e s a r r o l l o p a r a p r o p o r c i o n a r r e s u l t a d o s â t i l e s en s i t u a c i o n e s mâs g é n é r a l e s , p r e f e r e n t e m e n t e a t r a v â s de u n a e s t i m a c i â n mâs c u i d a d o s a - d e l p o t e n e i a l de l a s c a p a s i n f e r i o r e s ( 3 7 8 ) . De h e c h o , l a a p l i c a c i â n de - l o s m é to d o s de Coulomb u s u a l e s a â to m o s p o co c o m p l i c a d o s s i n e l e c t r o n e s - - 1 5 5 - e q u iv a le n te s p ro p o rc io n a a manudo r e s u l t a d o s so rp re n d e n te i.ie n te buenos en - c a r o s a ^ a ro n te m e n te a d v e r s e s , s in n e c e s id a d de t r a t - n i e n t o s mâs s o f is -^ i : a - d o o . E l m etodo de7. ceiùpo c e n t r a l se bas?, en 1? c o n s id e r a c io n ie que cad a - e l e c t r â n se nueve en un c a rg o o'=>ntral ( r é s u l t a n t s '.^1 e f e c to d e l n u o lo o y de l o s demâs e l e c t r o n e s y que puede d e t e r m in a r s e , c o n ju n to m e n te con l a s - fu n c io n e s de onda e ^ .e c t r â n ic a s , m e d ia n te un c a l c u l e a u t o c c n s i s t e n t e de Har ' r e e -F o c k ) , no ne ce s a r i orna ' t e . r a lo r b ia n o , aunque en su v e r s i ?n ' 'o o c r r i c n te l o s e a , a l s u b s t i t . . i r c a e l v e rd a d e ro p o te n c ia l a q’’.e e s t a somet id o e l - e l e c t r o n â a t i c o a o r eu fo rm a a s i n t d t i c a , p ro p o rc io n -’l a l / r , en base a que se c o n s id é r a que l a p r i n c i p a l c o n t r i b u c iâ n a l a p a r t e r a d i a l de l a fu n c iâ n de onda p ro c é d é de l a p a r t e c o r r e s p o n d ie n te a v a lo r e s g ra n d e s de l a d i s t a n c i a a l n u c le o . Con e l l o se e s t â p o s tu la n d o un p o te n c ia l c e n t r a l s i ia i la i- a l d e l âtomo de h id râ g e r io , p o r l o que l a a p ro x im a c iâ n d e be a j u s t a r s e mej o r , - s i no se in t r o d u c e n in g u n a c o r r e c c i â n , a l o s n iv e l e s e x c i ta d o s a l t o s que a l o s i n f e r i o r e s . La g e n e r a l i z a c i â n de l a s r e l a c io n e s c o r r e s p o n d ie n te s a l - â to n o de h i d râg en o se l l e v a a cabo a t r a v â s d e l a j u s t e e n p f r i c o de un nume r o c u â n t ic o p r i n c i p a l e f e c t i v o d e te r n in a d o p o r l a c a rg a r é s u l t a n t e que a c - t ü a so b re e l e l e c t r â n â p t i e o y l a e n e r g f a de i o n i z a c i â n del s is te m a en e l e s ta d o en que se e n c u e n tre ( d i f e r e n c i a e n t r e l a e n e r g fa de i o n i z a c i â n d e l â to n o en su e s ta d o fu n d a m e n ta l y l a e n e r g f a d e l e s ta d o e x e i ta d o ) . La in t r o . d u c c iâ n de e s t e numéro cuântico e f e c t i v o en una e c u a c iâ n de S c h ro e d in g e r - con p o te n c i a l h id ro g e n o id e ( c a rg a n u c l e a r , ta m b iâ n e f e c t i v a ) p e rm ite o b te ­ n e r l a s fu n c io n e s de onda apro jd-m adas, fu n c io n e s do l a c a rg a n u c l e a r y e l mimero c u â n t ic o p r i n c i p a l e f è c t i v o s , d e l numéro c u â n t ic o o r b i t a l y de r . La a p l i c a c i â n de e s te m o d e lo , que p e rm ite l a f a c t o r i z a c i â n de l a s fu n c lo n e s de onda de o rd en c e ro en p a r t e s a n g u la r y r a d i a l , y de l a s i n t e r a c ­ c io n e s c o r r e s p o n d ie n te s a l o s esquem as de a c o p la m ie n to p e r t i n e n t e s p a ra - l e s momentos a n g u la r e s p ro p o rc io n a n l a v fa p a r a e l c â lc u lo de l a p r o b a b i l dad de t r a n s i c i â n , cu y as e x p r e s io n e s m a te m â tic a s p e c u l i a r s s oc pueden e n - c o n t r a r en un t r a b a j o do B r ia n (3 5 6 ) . P a ra l o s esquem as de ac o p la iv âe n to LS y j r : , que s c r â n l o s em pleados en e s t e t r a b a j o , l a s e x p re s io n e s r e s p e c t i v a s so n : - 1 5 6 - . I ^ C n g l g .n g l g ) [57] . 1 , ( iiglg.nglg) [58] s ie n d o 1> e l m ayor de l o s nilm eros c u â n t ic o e o r b i t a l e s a s o c ia d o s a l a t r a n s i c i â n d e l e l e c t r â n â p t i e o e I l a , i n t e g r a l r a d i a l a s o c ia d a a l a t r a n s i c i â n : «9 P rP'dr [59] j P = rR , y P'= rR , , , , s ie n d o R l a p a r t e r a d i a l de l a f u n c iâ n de - V 2 2^2 onda c o r r e s p o n d ie n te . Los f a c t o r e s a n g u la r e s , d e p e n d le n te s de l o s momen­ t o s a n g u la r e s ,_ s e e n c u e n tra n ta b u la d o s en sen d o s t r a b a j o s de S hore y Men- z e l ( 357 ) y S t a t z y c o l . ( 3 5 8 ) , s i b ie n en e s t e iH tim o c a so e s p r e c i s e - m u l t i p l i c a r p o r 3 l o s v a lo r e s ta b u la d o s p a r a o b te n e r l a p a r t e r a d i a l de - l a f u n c iâ n [ 5 8 ] . La i n t e g r a l r a d i a l I puede ta m b iâ n d e d u c ir s e d e •o t r a s t a b i a s , l a s de B a te s y Damgaard ( 3 5 9 ) , q u e , b asân d o se en e l m odelo d e l cam- po c e n t r a l cu lom biano y a p re s e n ta d o ,p ro p o r c io n a n d ir e c ta m e n te una s e n c i - 11a f u n c iâ n de I , que l la m a ro n 0" : < r = = — 4 ------------------------------------------- [6 0 ] - 1 ) en f u n c iâ n de l o s m im eros c u â n t ic o s e f e c t iv o a de l o s n i v e l e s e x tre m e s de l a t r a n s i c i â n y e l o r b i t a l d e l n iv e l s u p e r io r . En e l t r a b a j o de Heavens ( 3 8 I ) , que puede c o n s id e r a r s e como p re c e d e n te p a r c i a l d e l re c o g id o en l a s e c c iâ n 5 ,3 y A pândice I I de e s t a M em oria, se c a lc u la n p o r e s t e p r o c e d i- m ie n to l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n desde n iv e l e s de n-C 6 y L^i 2 y - - 1 5 7 - s u s c o r r e s p o n d ie n te s v id a s m é d ia s , con r e s u l t a d o s muy s im i l a r e s a l o s obte^ n id o s en e s t e t r a b a j o , A l te r n a t lv a m e n te , e l p rogram a de c â lc u lo a u to m â tic o e la b o ra d o p o r K a t te r b a c h y c o l . (360) so b re l a misma b ase que s i r v i â a Ba­ t e s y Damgaard p a r a e l c â lc u lo de s u s t a b l a s , p e rm its c a l c u l a r l a i n t e g r a l r a d i a l I p o r u n m âtodo sem in u m â rico . E l ra n g e de v a l id e z de e s t e m âtodo - a u to m â t ic o e s , n a tu r a lm e n te , e l de l a a p ro x im a c iâ n de Coulomb: p ro p o rc io n a b uenos r e s u l t a d o s en s is te m a s con p o co s e l e c t r o n e s , y e s p e c ia lm e n te en - a q u â l lo s que t i e n e n un s o lo e l e c t r â n p o r encim a de c a p a s c e r r a d a s , m len - t r a s que su a p l i c a b i l i d a d e s d udosa en âtom os c o m p lic ad o s con c a p a s no c e ­ r r a d a s . l ^ s adecuado p a r a t r a n s i c i o n e s e n t r e e s ta d o s e x c i ta d o s (n^ y n^ ma y o re s que e l n de l a â l t i m a c a p a norm alm ente ocupada) , conduce a p e o r e s re , s u l t a d o s en t r a n s i c i o n e s r é s o n a n te s . A m pliando e s t e p ro g ra m a , se Bân e la b o ra d o o t r o s dos que p e im lte n e l - c â lc u lo d l r e o t o de l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n y de l a s v id a s m éd ias de l o s n i v e l e s a tâ m ic o s , em pleando a c o p la m ie n to LS y jK , r e s p e c t iv a m e n te , p a r a e l c â l c u lo de l a p a r t e a n g u la r de l a p r o b a b i l ld a d de t r a n s i c i â n , m ien t r a s que l a p a r t e r a d i a l se c a l c u l a p o r l a a p ro x lm a c iâ n de Coulom b. Ambos p ro g ra m as pu ed en a p l l c a r s e a l a s t r a n s i c i o n e s r é s o n a n te s , su p o n iâ n d o se en e s t e c a so a c o p la m ie n to LS p a r a e l e s ta d o fu n d am e n ta l e n e l se g u n d o . Los d a to s n e c e s a r lo s p a r a l a u t i l i z a c i â n de l o s p ro g ra m as s o n , p a r a - am bos, l o s nilm eros c u â n t lc o s p r i n c i p a l e s y o r b i t a l e s d e l e l e c t r â n â p t ie o y l o s de momento a n g u la r t o t a l d e l âtom o e n l o s e s ta d o s e x tre m o s de l a t r a n ­ s i c i â n , l a c a r g a d e l campo de Coulomb ( e s ta d o de i o n i z a c i â n mâs uno) y l a s e n e r g f a s de l o s n i v e l e s e n t r e l o s que t l e n e l u g a r l a t r a n s i c i â n , a s f como e l niîm ero c u â n t ic o de moment o a n g u la r o r b i t a l t o t a l d e l tâ rm in o p r o g e n i t o r ( r é s u l t a n t e de e l im in a r e l e l e c t r â n â p t i e o ) y e l de s p fn t o t a l d e l âtomo - en e l p r im e ro , y l o s de l o s momentos K de l o s n i v e l e s s u p e r io r e i n f e r i o r de l a t r a n s i c i â n y e l d e l momento a n g u la r t o t a l d e l tâ rm in o p a d re ( o b t e n l - b le como en e l p r im e ro ) en e l se g u n d o . Con e s t o s d a t o s , r e u n id o s en. u n a so, l a f i c h a en l a fo rm a que se expone en e l A pândice I , l o s p ro g ra m as c a lc u — la n l a p r o b a b i l ld a d de t r a n s i c i â n c o r r e s p o n d ie n te . Pueden ta m b iâ n c a l c u l a r l a s v id a s m éd ias de n i v e l e s s i se dan l o s d a to s n e c e s a r lo s p a r a e l c â lc u lo d e '^ r o b a b i l i d a d e s de to d a s l a s t r a n s i c i o n e s con e s e n iv e l como e x tre m e su ­ p e r i o r que e s t â n p e r m l t id a s p o r l a s c o r r e s p o n d ie n te s r e g l a s de s e l e c c i â n - s i se an ad e como d a to de c a d a u n a de e l l a s un p a râ m e tro de c o n t r o l que en — 1 5 8 - e l p rim e ro no I n d ic a s in o e l com ienzo , c u r s o y f i n de l o s g ru p o s a s o c ia d o s a cada n iv e l s u p e r i o r , y en e l segundo puede i n d i c a r , adem as, e l t i p o de - t r a n s i c i â n r é s o n a n te q u e , en su c a s o , se e s t â in t r o d u c ie n d o , c o n d ic iâ n ade, mâs n e c e s a r ia en e s t e c a so p a r a e l c o r r e c to c â lc u lo de l a p r o b a b i l ld a d de t r a n s i c i â n . Los d iv e r s e s v a lo r e s y a p l i c a c i â n de e s t e p a râ m e tro se r e s e n a - r â n en e l A pândice I . En e l p r im e r p rog ram a l a s t r a n s i c i o n e s r é s o n a n te s no r e c ib e n t r a t o e s p e c i a l , p o r c u a n to que en e l p o ta s io n e u t r e , a l que s e - a p l i c a , con su e l e c t r â n â p t i e o b a s ta n te a i e ja d e de l a nube e l e c t r â n l o a de ca p as c e r r a d a s , l a a p ro x lm a c iâ n de Coulomb p a re c e p l a u s ib l e i n c l u s e p a r a - l a d e s c r ip c i â n d e l e s ta d o fu n d a m e n ta l . En su s a l i d a , ambos p rog ram as p ro p o rc io n a n un l i s t a d o con l a lo n g i tu d de onda de c a d a t r a n s i c i â n , su d e s c r ip c i â n , e l v a lo r de l a p a r t e r a d i a l , - en u n id a d e s a tâ m ic a s , y l a p r o b a b i l ld a d t o t a l de l a t r a n s i c i â n , en s " ^ , - ju n to a l a v id a m edia d e l n i v e l s u p e r io r de l a s t r a n s i c i o n e s que p a r a e l l o se han ag ru p ad o m e d ian te l o s p a ra m é tra s de c o n t r o l . S i a lg u n o de l o s numé­ r o s c u â n t ic o s e f e c t iv o s d e l e l e c t r â n â p t i e o en u n a t r a n s i c i â n v e r i f i e s - n*< 1 + 0*5 , a p a re c e ju n to a l v a lo r de l a p a r t e r a d i a l l a i n d i c a c i â n "NA" (a p ro x lm a c iâ n de Coulomb, no a p l i c a b l e ) ; y , s i 1 0*5 ^ n*< 1 + 1 , "NS" - (a p ro x lm a c iâ n d u d o s a ) . La d e f l n i e i â n de l a s t r a n s i c i o n e s que deben com poner e l g ru p o com ple- to de l a s p e rm lt i d a s con ô r ig e n en un n iv e l y cu y as p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n , p o r t a n t o , h a râ n p o s ib l e e l c â lc u lo de l a v id a m edia de e s t e n iv e l se h a c e , como y a se ha a p u n ta d o , m e d ian te l a a p l i c a c i â n de l a s r e g l a s de - s e l e c c i â n , que p e rm ite n d e s c o n s id e r a r en e l c â lc u lo l a s t r a n s i c i o n e s cu y as p r o b a b i l id a d e s deban s e r , t e â r ic a m e n te , n u la s . E s ta s r e g l a s , d e s a r r o l l a d a s p a ra d i s t i n t o s esquem as de a c o p la m ie n to (353) so n , p a r a l o s dos de i n t e r â s e s p e c f f ic o en e s t e t r a b a j o , l a s s i g u i e n t e s : - R ég las comunes a LS y jK : A J = 0 , - 1 (e x c e p to 0 —*"0) ^2d l o = — 1 - R eg la s e s p e c f f i c a s p a ra LS: d L = 0 , — 1 AS - 1 5 9 - - R e g la s e s p e c f f i c a s p a r a jK : AK = 0 , - 1 (e x c e p to 0 —̂ O ) û J.j = 0 En n in g tîn c a so se h a n a p l ic a d o c o r r e c c io n e s p o r l o s e f e c t o s r e l a t i v i £ t a s so b re l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n , q u e , seg iln se deduce de l a ex - t r a p o l a c i â n de l o s r e s u l t a d o s de Y ounger y W eiss ( 3 7 4 ) , p a re c e que s e r f a n d e l o rd e n d e l 1^ p a r a e l p o ta s io (3 7 5 ) . P o r â l t im o , d e be r e s e h a r s e e l t r a b a j o de O ounand, co m p lem en ta rio en — c i e r t o modo d e l r e c o g id o e n l a s e c c iâ n 5*3 y A pând ice I I , a l c a l c u l e r , a s i, mismo m e d ia n te l a a p ro x lm a c iâ n de Coulom b, l a p a r t e r a d i a l de l a s p ro b a b i­ l i d a d e s de t r a n s i c i â n e n t r e e s ta d o s e x c i t a d o s de l o s âtom os a l c a l i n o s y - l a s v id a s m éd ias r a d i a t i v â s de l o s c o r r e s p o n d ie n te s e s ta d o s 8 , P , D y F - con 10 n 4: 28 p a r a s o d io y r u b id io ( 3 7 9 ,3 8 0 ) . - 1 6 0 - 5 . 3 RESULTADOS OBTBHIDOS En e l A péndice I I se in c lu y e l a t o t a l l d a d de l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i d n y v id a s m éd ias c a lc u la d a s en e s t e t r a b a j o p a ra l o s n iv e l e s con n < 10 c a r a c t e r i z a d o s en l a r e o o p i l a c id n de B a sh k in y S to n e r ( 3 0 5 ) , r e u - n ie n d o se en l a s t a b l a s V III ÿ IX t a n s o lo l o s v a lo r e s de l a s v id a s m éd ias d e l Kl y K II , r e s p e c t iv a m e n te , que se co m p ararân en e l c a p f tu lo s ig u i e n t e con l o s v a lo r e s e x p é r im e n ta le s o b te n id o s en e s t e y o t r o s t r a b a j o s y con - o t r o s c â lc u lo s t e d r i c o s u sando d i f e r e n t e s m o d e lo s. TABLA V III V idas m éd ias c a lc u la d a s p a r a l o s n i v e l e s d e l K l, e n n s L X 3 4 5 6 7 a 9 10 0 1/2 4 7 ,0 9 0 ,1 1 6 6 ,6 2 8 3 ,6 4 4 9 ,6 673 ,5 1 1/2 3 /2 2 6 ,9 2 6 ,5 118 ,7 115,9 2 8 9 ,0 2 8 1 ,0 5 4 8 .9 5 3 2 . 9 9 1 6 ,3 8 8 9 ,0 1411 .2 1 3 6 8 .3 2054,1 1992 ,0 2 V 2 5 /2 39 jO 4 0 ,4 2 8 Î7 0 2 8 5 ,2 5 8 4 .3 582 .4 766 ,1 7 5 6 ,8 9 7 1 .0 9 5 8 .0 1 2 3 7 ,4 1219,9 1 5 73 ,3 1552 ,2 1982 ,7 1956 ,3 3 5 /2 7 /2 5 8 ,8 58 ,8 108,9 1 08 ,8 181 ,7 181 ,6 2 8 1 ,7 2 8 1 ,6 415 ,2 4 1 5 ,0 5 8 9 ,8 . 5 8 5 ,5 798,1 7 9 7 ,8 4 7 /2 9 /2 2 3 1 . 9 2 3 1 . 9 396.1 396.1 5 9 /2 11/2 605 .7 6 05 .7 - 1 6 1 - TABLA IX V idas m é d ia s c a lc u la d a s p a r a l o s n i v e l e s d e l K I I , e n n s n l 'C K j j ( % / z ) n lC K lj N iv e l ^ , n s N iv e l 7 ,n s 4s* [1/ 2 ] ^ 1 ,8 48 [3/ 2J ^ 1 ,8 53* [1 /2 ]^ 4 ,5 58 [3 /2 ] 1 2 ,1 5 s ' [1/ 2 ]^ 2 ,5 5 s [3/ 2] 2 4 ,8 4 P '[ 1/ 2] Q 4 ,8 4P [1/ 2] 0 5 ,3 4 P '[ 1/ 2] 1 7 ,6 4P [1/ 2 ] 1 1 0 ,4 4 P '[ 3/ 2] 1 8 ,2 4P [3 /2 ] 1 6 ,6 4 p '[ 3 /2 ] g 8 ,5 4p [3 /2 ]2 6 ,0 4d* [ 3/ 2] ^ 0 ,2 4P [5/ 2 ] 2 7 ,2 4P [5 /2 ] 3 7 ,8 3d [1/ 2]^ 0 ,1 4 d [ l / 2 ] ^ 0 ,6 4d [3/ 2] 2 3 ,0 4 d [ 5 /2 ] 3 3 ,4 4 d [7 /2 ]2 3 ,1 - 1 5 2 - 5 .4 INTERACCION DE COHPIGURACIOMES P o r tm a v a r ie d a d de c a u s a s ( 3 5 5 ) , que d e s c r ib e n , en g e n e r a l , u n a s i - tu a c id n r e a l en que l a s p re m is a s i n d e p e n d e n t i s t a s d e l m odelo d e l campo ceja t r a l no se v e r i f i c a n , como su c ed e en l o s âtom os de A, C l , S y su s io n e s , - donde e l e r r o r com etido en e l c â lc u lo de v id a s m é d ias d e b id o a l a s s im p l i - f i c a c io n e s conceptusQ .es d e l m âtodo de Coulomb puede s e r enorm e ( f a c t o r d e l o rd e n de 30) ( 2 5 8 ) , se h ace n e c e s a r io , en a lg u n o s c a s o s , s u p e r a r l a r f g i d a a d s c r ip c i â n de l o s e l e c t r o n e s de un âtomo co m p le jo a o r b i t a l e s de t i p o h i ­ d ro g e n o id e , mâs o menos in d e p e n d ie n te s , que c e u ra c te r iz a sQL m odelo d e l campo c e n t r a l , p o n ien d o a s f en e n t r e d ic h o l a e x a c t i t u d de l a c o n f ig u r a c iâ n , que tâ c i t a m e n te se m an e ja en e s e m odelo como un nilmero c u â n t ic o mâs de l o s que d e f in e n un e s ta d o a tâ m ic o . La a p ro x lm a c iâ n que t r a t a de s u p e r a r l a c o r r e s - p o n d e n c ia u n fv o c a e n t r e e l e c t r o n e s y o r b i t a l e s h id r o g e n o id e s , p e rm itie n d o j u s t i f i c a r fenâm enos como l a s t r a n s i c i o n e s m u l t i e l e c t r â n i c a s ( 363 ) , no e s , s i n em bargo , de r e c i e n t e a p a r i c i â n , h a b iâ n d o se in t r o d u c id o y a en l o s c â lc u l o s de H y l le ra a s p a r a e l âtomo de He ( 3 8 2 -3 8 4 ) , a p lic su id o e l m âtodo de v a - r i a o i o n e s a u n a fu n c iâ n de onda c o n s t r u f d a como c o m b in ac iâ n l i n e a l de u n - con ju n to de base de fu n c io n e s c o n f ig u r a o io n a le s c u lâ m b ic a s . Las in v e s t ig a c io n e s t e â r i c a s de l o s e f e c to s de c o r r e l a e i â n en e l e a t ^ do e x e i ta d o fu e ro n e s t im u la d a s en l o s p r im e ro s an o s 60 p o r l a s d r â s t i c a s - “d î s c r ë p â h c îa s o b se rv a d a s e n t r e e x p e r im e n to s av an zad o s en e m is iâ n (4 0 0 ,4 0 1 ) y l o s c â lc u lo s p o r e l m âtodo de H a r tre e -P o c k c o n v e n c io n a l , b a sa d o en e l — c o n c e p to de p a r t f c u l a s in d e p e n d ie n te s , s i n c o n s id e r a c iâ n s u f i c l e n t e de l o s e f e c t o s de c o r r e l a e i â n , y d eb en y a j u s t i f i c a r r e s u l t a d o s como l o s o b te n i ­ dos en e x p e r im e n to s de d e m b s tr a c iâ n d i r e c t s de l a i n t e r a c c i â n de c o n f ig u r a c lo n e s ( 4 2 4 ) . Segiln f f ie se ( 9 ) , muchos d a to s t e â r i c o s de o a l i d a d , de l o s r e s e h a d o s - en l a d e t a l l a d a d e s c r ip c i â n de H ib b e r t (385 ) de l o s a v a n c e s mâs r e c i e n t e s en l o s c â lc u lo s de p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n a tâ m ic a s se h an o b te n id o - p o r e l d e s a r r o l l o y a p l i c a c i â n de t â c n i c a s t e â r i c a s que t i e n e n en c u e n ta - l a s i n t e r a c c io n e s e n t r e c o n f ig u r a c io n e s . P a ra l a c o n s id e r a c iâ n de e s t a s i n t e r a c c io n e s se hân d e s a r r o l l a d o d i f e r e n t e s m âtodos (3 8 6 -3 9 3 ) , em pleando t £ d os e l l o s a lg u n a form a de e x p a n s iâ n m u l t ic o n f ig u r a o io n a l de l a s fu n c io n e s de o n d a , d e s ta c a n d o e n t r e l o s mâs c o n o c id o s , segtîn e s e a u to r (9 ) , l a a p r o - - 1 6 3 - x im a c iâ n de s u p e r p o s i c iâ n de c o n f ig u r a c io n e s (SOC), p rogram ada p o r H ib b e r t en 1975 (394) p a r a d e te r m in a r l o s c o e f i c i e n t e s de p eso de l a s c o n f ig u r a c i^ n é s como e l v e c to r p r o p io de l a m a t r iz d e l h a m il to n ia n o r e s p e c te a l ju e g o de f u n c io n e s de onda c o n f ig u r a c io n a le s de b a s e , e l m odelo de H a r tre e -P o c k mul t i c o n f i g u r a o i o n a l (tlCHP) ( 3 9 5 ) , c o n s e c u e n c ia d e l d e s a r r o l l o de l a s - id e a s de Pock s o b re c o r r e l a e i â n (396 ) y p rogram ado p o r P is c h e r (3 9 7 ,3 9 9 ) - p a r a e v a lu a r l a s fu n c io n e s r a d i a l e s y c o e f i c i e n t e s de p e so de l a s c o n f ig u ­ r a c io n e s r e s o lv ie n d o num âricam en te un ju e g o de e c u a c io n e s u t i l i z a n d o f u n - c io n e s h id ro g e n o id e s a p a n ta l l a d a s como fu n c io n e s de com ienzo p a r a un c â lc u . lo i t e r a t i v o , e l m âtodo de d e s a r r o l l o de l a c a r g a n u c l e a r y l a t e o r f a de - l a c a p a m u l t i e l e c t r â n l c a no c e r r a d a (NCUET) ( 3 9 9 ) . A nâlogam ente , to d o s l o s m âtodos d e s a r ro U a d o s en e l i n c i p i e n t e â r e a d e l c â lc u lo de v id a s m é d ias r a d i a t i v a s de m o lâ c u la s (4 0 2 ) son v a r i a n t e s de d o s m âtodos g é n é r a l e s , e l mâs im p o r ta n te de l o s c u a le s e s e l m âtodo de i n t e r a c c i â n de c o n f ig u r a c io n e s . En to d o s e s t o s m âtodos se o b s e rv a u n a d r â s t i c a m e jo ra en l o s r e s u l t a ­ dos a l au m en ta r e l nâm ero de tâ rm in o s (4 0 3 )» que a su vez debe a u m en ta r - con e l tamaHo d e l âtom o ( 4 0 4 ) , p o r l o que l o s d e s a r r o l l o s c o n f ig u r a c io n a ­ l e s se r e a l i z a n a menudo ig n o ra n d o l a s c a p a s c e r r a d a s y c o n s id e ra n d o t a n - s â lo l a c o r r e l a e i â n e n l a s c a p a s a b l e r t a s , in t r o d u c ie n d o , en to d o c a s o , l a c o n t r i b u c iâ n de l a s c e r r a d a s a t r a v â s de su r e p r e s e n ta c i â n p o r u n p v ^ e n - c i a l m odelo (4 0 5 ) . La c o m p le jid a d de l o s c â l c u lo s m u l t i c o n f ig u r a c io n a l e s - en e le m e n to s de e le v a d o ntîmero a tâ m ic o , ju n to a su r e l a t i v a n e c e s id a d p a r a l a d e s c r ip c i â n de a lg u n o s e s ta d o s ( v e r s e c c iâ n 5 .2 ) h a l i m i t a d o , en l a - p r â c t i c a , su a p l i c a c i â n a a lg u n a s t r a n s i c i o n e s im p o r ta n te s e n t r e l o s e s t a ­ dos e x c i ta d o s i n f e r i o r e s de âtom os e io n e s l i g e r o s (c o n unos d ie c io c h o - e l e c t r o n e s como mâximo) , in c lu y e n d o m uchas t r a n ia io ib n e s s i n cam bio e n e l - nâm ero c u â n t ic o p r i n c i p a l ( 9 ,4 0 3 ) . P o r l î l t im o , debe d e j a r s e b ie n c l a r o q u e , s i b ie n l o s m âtodos y p ro g ra mas de c â lc u lo de e s t r u c t u r a s y p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n a tâ m ic a s cons^ t i t u y e n â t i l e s h e r r a m ie n ta s p a r a e l c o n o c im ie n to , su em pleo , a t r a v â s de - l a e l e c c i â n de d a to s y e v a lu a c iâ n de r e s u l t a d o s , c o n t in u a s ie n d o un a r t e - d e p e n d ie n te d e l buen c r i t e r i a d e l i n v e s t i g a d o r , y de n in g iîn modo u n a t â c n i c a r e g u la b le p o r una r f g i d a n o rm a tiv e de a p l i c a c i â n u n i v e r s a l . — 16 4 — 5 .5 PRECISION DE LOS CALCULOS Aunque l a r e l a c i â n u s u a l e n t r e l o s r e s u l t a d o s t e â r i c o s y l o s e x p é r i ­ m e n ta le s e s l a de que e s t o s l î l t im o s , con su s l i m i t e s de e r r o r , s i r v j n de - p a t r â n p a ra e l examen de l a c a l id a d de l o s p r im e ro s , l a s i t u a c i â n i n v e r s a , cuando l a p r é c i s a d e te rm in a c iâ n de l o s l i m i t e s de e r r o r d e l c â lc u lo l o p e r m i t e , e s de un v a l o r in e s t im a b le en e l a n â l i s i s de l a c a l id a d de l o s , a me_ nudo d i s p e r s o s , v a lo r e s e x p é r im e n ta le s com un icados. E s to â l t im o e s y a p o s i b l e , d esd e e l d e s a r r o l l o p o r W einhold (4 0 6 ) en 1970 de un esquem a p a ra e l e s ta b l e c im ie n to de l i m i t e s de e r r o r r i g u r o s o s , s u p e r io r e i n f e r i o r , p a r a l o s d a to s t e â r i c o s , mâs t a r d e a p l ic a d o (4 0 7 ,4 0 9 ) a a lg u n a s t r a n s i c i o n e s de l a s s e c u e n c ia s i s o e l e c t r â n i c a s d e l He, L i y Be, con i n t e r e s a n t e s r e s u l t a d o s en su co m p arac iân con l o s r e s u l t a d o s e x p e r im e ^ t a l e s ( 9 ) . S in em bargo, l a a p l i c a c i â n de e s t e esquem a se fu n d am en ts en l a p r e c i - s i â n de l a s fu n c io n e s de onda de l o s e s ta d o s ex tre m o s de l a t r a n s i c i â n , - que d ism in u y e d r â s t ic a m e n te a l au m en ta r l a c o m p le jid a d d e l â tom o, l o que - im pide o b te n e r en e s to s c a s o s l i m i t e s de eiror ra z o n a b le m e n te e s t r e c h o s p ^ r a l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i â n c a lc u la d a s , no o b s ta n te lo ( u a l e l e s ­ quema de W einhold se m a n tie n e como u n a t â o n ic a p ro m e te d o ra de d e te rm in a ­ c iâ n de i n t e r v a l o s de c o n f ia n z a cuando l a p r e c i s i â n en e l c â lc u lo de l a s - f u n c io n e s de onda p e rm ita su ra z o n a b le a p l i c a c i â n . OAPITULO 6 DISCÜSION - 1 6 6 — 6.1 METODO DE MEDINA En l a s m ed idas o b je to de e s t e t r a b a j o se h a em pleado un p ro c e d im ie n to c o n c e p tu a l y o p e ra tiv a m e n te s e n c i l l o , cuya d i s c u s i â n a m p lia y a se r e a l i z â en l a s e c c iâ n 1 .3 de e s t a M em oria, y que se puede c o n s id e r a r c a r a c t e r i z a d o p o r su e le v a d a s e n s i b i l i d a d y p r e c i s i â n te m p o r a l . Es e s p e c ia lm e n te adecuado p a r a e le m e n to s l i g e r o s , de e s p e c t r o s e n c i ­ l l o , y p a ra l a m edida de v id a s m éd ias en e l ran g o d e l n a n o segundo a l micro^ se g u n d o , c o n d ic io n e s ambas que re â n e n e l p o ta s io (Z=19) y l a s v id a s m éd ias de su s n iv e l e s i n f e r i o r e s y de l o s d e l i â n K^. D e s ta c a en 4 l su v e r s a t i l i d a d , p e rm itie n d o e x c i t a r n iv e l e s â p tic a m e n - t e p r o h ib id o s , y p ro p o rc io n a v id a s m éd ias a b s o lu t a s . Sus p r i n c i p a l e s l im i t a c io n e s so n l a s c a s c a d a s , que im p id en u t i l i z e r - l a e x c i t a c i â n p o r e l e c t r o n e s de a l t a e n e r g f a que r e d u n d a r f a en u n n o ta b le aum ento de in te n s id a d y , p o r t a n t o , de p r e c i s i â n , p e ro ta m b iâ n de su niîme- ro y c o m p le j id a d , y que tam poco p u eden e v i t a r s e a q u f p o r e x c i t a c i â n um bral p o r l a incom pa t i b i l i d a d de l o s c â to d o s de â x id o s con l o s m e ta le s a l c a l i n o s y l a m ezc la de I f n e a s , y a que l a r e s o lu c i â n e s p e c t r ' ' ! e s t â l i m i t ad a p o r - l a s d â b i l e s i n te n s id a d e s lu m in o sa s que se o b t ie n e n a l a s b a ja s p r e s io n e s - de g a s n e c e s a r ia s p a r a e v i t a r o h a c e r c o n t r ô l a b le s l a d e s e x c i t a c i â n c o l i - s io n a l y e l a t ra p a m ie n to r é s o n a n te . —1 ^7“ 6 .2 METOBO DE CAIiCüLO Dos me t a l e s a l o a l i n o s s o n , con to d a s e g u r id a d , l o s s ls te m a s me j o r deja c r i t o s p o r l a a p ro x im a c id n de Coulomb, cuyos p r l n c i p l o s se h an e x p u e s to en l a s e o o ld n 5 .2 , in c lu s e e n s u s e s ta d o s fu n d a m e n ta le s , d e b id o a su p e c u l i a r c o n f ig u r a c iô n e l e c t r o n i c s , d i s c u t i d a en l a se c c iO n 1 .7 . En e l iO n , l a s i - tu a c iO n e s d i f e r e n t e , d e b id o a su c o n f ig u ra o iO n fu n d a m e n ta l de c a p a s c e r r a d a s , 7 deben e s p e r a r s e m a jo re s r e s u l t a d o s p a r a l o s n iv e l e s mas e le v a d o s - que p a r a l o s i n f e r l o r e s . Los esquem as de a c o p la m ie n to que m e jo r d e s c r ib e n l a in te r a c c iO n de momentos a n g u la r e s en se n d o s s is te m a s so n e l LS p a r a t o - d os l o s n iv e l e s d e l Otomo de p o t a s i o , ouya e s t r u c t u r a e le c t r O n ie a t i e n s un s o lo e le c t r O n f u e r a de c a p a s c e r r a d a s , y p a r a e l e s ta d o fu n d a m e n ta l d e l - iO n , cu y a c o n f ig u ra c iO n e l e c t r O n ic a e s l a d e l g a s n o b le a rg o n , y e l jK pa­ r a l o s e s ta d o s e z c i ta d o s de e s t a d l t im a e s p e c i e , c a r a c t e r i z a d o s p o r l a - e x i s t e n c i a de u n a cap a con u n h ueco y u n e le c t r O n e n u n n iv e i s u p e r i o r , s ^ tu a c iO n a l a que s e a j u s t a p e r f e c ta m e n te e s t e m odelo de a c o p la m ie n to , como se apuntO en l a se cc iO n 5 .1 . E l mOtodo de Coulomb p ie r d e v a l id e z cuando e l e le c t r O n O p tic o se a l o - j a e n u n a O rb i ta miqr p é n é t r a n t s o p r o fu n d a , en que se p o te n c ia n l o s e f e c - t o s de c o r r e la c iO n , denunciO ndose e s t a c i r c u n s L a n c ia e n l o s l i s t ad o s r e c o - g id o s en e l ApOndice I I p o r l a s in d ic a c io n e s "NS” y "NA” que acom paSan a - l a s p r o b a b i l i a a d e s de t r a n s i c x 6 n c a lc u la d a s e n t r e n iv e l e s a lg u n o de l o s - c u a le s se a l e j a e x c e s iv a m e n te d e l m odelo d e l campo c e n t r a l ( s e c c id n 5 . 2 ) . Los v a lo r e s de v id a s m é d ias o b te n id o s en l a s e c c l6 n 5 .3 ailn m e re ce n , s i n em bargo , una p u n tu a l iz a c i(5 n t h àn s ld o o b te n id o s p a r a l a em isi(5n e s p o n - t â n e a , d e s p re c ia n d o l a s t r a n s i c i o n e s in d u c id a s p ro v o c a d a s p o r l a r a d ia c id n t^ rm ic a a m b ie n ta l en l o s n i v e l e s m4s a l t o s , que se h a d em o strad o r e s p o n s a ­ b le de l a t r a d i c i o n a l d i s p a r id a d e n t r e l a s v id a s m é d ias e x p é r im e n ta le s y - c a lc u la d a s de e s to s n iv e l e s ( 4 2 5 ) . E l e f e c to de e s t a s t r a n s i c i o n e s in d u c i ­ d as s e r â c o n s id e ra d o en l a s e c c id n 6 .3 como u n a c o r r e c c id n p a r a T ^ OK de l o s v a lo r e s o b te n id o s en l a s e o o id n 5 .3 p a ra e l Kl a T a OK, m ie n tr a s que su e f e c to d ebe s e r d e s p r e c ia b le en e l K I I , h a b id a c u e n ta de l a s e p a r a c ié n de su s n i v e l e s y de que l a s e c c id n e f i c a z de t r a n s i e r e n o i a e n t r e dos e s t a ­ dos e s , en p r i n c i p l e , in v e rs a m e n te p r o p o r c io n a l a l a d i f e r e n c i a de e n e rg fa que l e s s é p a r a ( 4 4 l ) , como se v e r i f i e s en e l A pdndice I I I . — 163— 6 ,3 RESULTADOS EU EL POTASIO HEUiTRO En e l p r é s e n te t r a b a j o se han m edido l a s v id a s m éd ias de un t o t a l de 11 n i v e l e s e n e r g d t i c o s d e l atom e de p o ta s io , r ie n d o d s t a su p r im e ra d e t e r - m in a c id n p o r e l m dtodo de c o in c id e n c ia s d i f e r i d a s . De e l l e s , c u a t r o c o r r e ^ ponden a n i v e l e s S , con u n a s o la m edida p r e c e d e n ts c o n o c id a , p o r e f e c t o - H aîile de c a s c a d a s t r a s e i c i t a o i d n a n iv e l e s P s u p e r io r e s (7 6 ) o p o r e x c i t a c id n s e l e c t i v a y s e c u e n c ia l con dos l a s e r e s ( 3 9 ) , dos a n iv e l e s P , co n me- d id a s p r é c é d a n te s p o r m ^todos de d e s p la z a m ie n to de f a s e ( 4 2 6 ) , ancho n a tu ­ r a l de I f n e a (427 ) y c ru z a m ie n to de n i v e l e s ( 9 4 ,9 5 * 7 4 ) , y c in c o a n i v e l e s D, una de e l l a s r e a l i z a d a p o r p r im e ra vez y l a s o t r a s c u a t r o con o t r a l în i - ca m ed ida p r e c e d e n t s , p o r e x c i t a c i 6 n s e l e o t i v a y s e c u e n c ia l con d o s l i s é ­ r é s ( 3 9 ) . A sim ism o, se h an c a lc u la d o l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i 6 n de to d a s l a s que t i e n e n como n iv e l s u p e r io r a a lg u n o co n mimero cu & n tico p r i n c i p a l ig u a l o i n f e r i o r a 10 y e n e r g f a c o n o c id a (A p^nd ice I I ) , a s f como l a s v id a s m éd ias de e s t o s n i v e l e s , p o r e l m^todo cornentado en l a s e c c id n a n t e r i o r . - Los c â l c u lo s de e s t a s v id a s m éd ias t i e n e n p r e c e d e n te , p o r e l m dtodo de Da­ t e s y Damgaard (3 8 1 ,4 2 8 ) en 21 n iv e l e s y p o r e l m dtodo de H a r tre e -P o e k con in te r c a m b io en u n s o lo n i v e l , s ie n d o 40 l e s n iv e l e s cu y a s v id a s m é d ias se c ë c u la n p o r p r im e ra vez e n e s t e t r a b a j o . Como com plem ento de e s t o s 0 A .0U- l o s se h a e la b o r a d o un p ro g ra m s , e s c r i t o en POWER BASIC p a r a e l o rd e n a d o r TM9 9 O/IO de T exas I n s tr u m e n ts I n c . , que r e d e te r m in a l a s v id a s m é d ias a p a r t i r de l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i d n te n ie n d o e n c u e n ta e l im p o r ta n t f s ^ mo e f e c t o de l a s t r a n s i c i o n e s in d u c id a s p o r l a r a d i a c i d n td rm ic a a T OK, cuya d r â s t i c a i n f l u e n o i a y a a te m p e ra tu ra am b ien te so b re l a s v id a s m éd ias de l o s n i v e l e s a l t o s e s s i m i l a r a l a d e l e f e c to de m e zc la c o l i s i o n a l p o r - l a p r e s e n c ia de u n g a s e x t r a n o ( c o n c re ta m e n te , p a r a e l n i v e l 188 d e l Ra, - como l a i n f l u e n o i a de 10” ^ t o r r de A) (4 2 5 ) . Los r e s u l t a d o s , p a ro ie ü .e s y - f i n a l e s , de su a p l i c a c i d n se p r e s e n ta n en e l A p^ndice I I I de e s t a M emoria. E s ta c o r r e c c i6 n ha s id e r e a l i z a d a a n t e s de e s te t r a b a j o p a r a 9 n i v e l e s (39) de l o s a q u f e s tu d ia d o s , aunque a una te m p e ra tu ra d i f e r e n t e (82 C ) , p r e s e n - t& adoae a q u f p a r a l o s 56 n iv e l e s c o n s id e ra d o s a T = 200 C. En l a t a b l a X se re u n e n to d o s l o s v a lo r e s p r e v io s , med id os y c a l c u l a - d o s , c o n o c id o s p a r a l a s v id a s m éd ias de l o s n iv e l e s S , co n e l ano de su pu b i i c a c i d n , ju n to a l o s v a lo r e s o b te n id o s e n e s t e t r a b a j o . En su com para- —1 69“ at i yu e> 3 § d•o 5! o J g+» o 03 t “ m CO o K \ t “ C“ CO o CM -y - to VO LA CO CA II cvj (A LA &« a0 "3 1 « S’m 3 § at 5 I -d m a s r O VO VO VO l A C“ o VO l A ( A OV VO CO C“ cv. VO T- ON 0 0 0 0 CO CO 00 CM CM CM CM CM »A •.*• -M- T- CO " 0“ t - t“ VO VO VO c - 0 - P cyv a \ cn OV CJV C7VA m f- cr>0 o cri CA CD vo O CO VO vO CM CM K . •M" OV GO CM Tf- VO scain t A CM e n LA »“ ( A l A CM + 1 4-1 4-1 4-1 CM O C- O CJV r- CM f A VO cr> 4-1 4-1 4>l 4-1 4-1 CO LA O r . 8VO M3 VO CM Th VO CM CM CM CM A \ \ V ra CO 10 CO CO VO C'­ to cn o - 170 - c iô n debe te n e r s e en c u e n ta que e l v a lo r e x p e r im e n ta l de o b te n i - do p o r E u lo s y c o l . (7 6 ) m e d ia n te e l e f e c t o H anle de c a s c a d e , t r a s e x c i t a - c id n a n iv e l e s P s u p e r io r e s , l o ha s id o a 130°G ( 4 O3K ), m ie n tr a s que l a s - m edidas de G a lla g h e r y c o l . ( 3 9 ) , t r a s e x c i t a c i d n s e c u e n c ia l con dos l a s e ­ r e s , han s id o o b te n id a s e n t r e 80 y 125*0 (3 5 3 -3 9 8 K ), y que n in g u n o de l o s c a lc u lo s t e d r i c o s p r e c e d e n te s t i e n e en c u e n ta e l e f e c to de l a s t r a n s i c i o ­ n es in d u c id a s p o r l a r a d i a c id n t^ rm ic a a m b ie n ta l , p o r l o que deben oonside^ r a r s e c o r r e s p o n d ie n te s a T = OK. Puede o b s e rv a rs e e l a c u e rd o r a z o u a b le de l o s v a lo r e s e x p é r im e n ta le s o b te n id o s en e s t e t r a b a j o con l o s p r e d ic h o s p o r l a t e o r f a d e l campo c e n t r a l , a s f como con l o s m ed idos p o r o t r o s a u to r e s - p o r p ro c e d im ie n to s m^s d i r e c t o s , a p e s a r d e l g ra v e in c o n v é n ie n ts que en l a m ediaa de e s to s n iv e l e s ha s u p u e s to l a b a j a i n t e n s id a a en e l s i s te m a u t i l ^ zado de l a s I f n e a s c o r r e s p o n d ie n te s a l a s t r a n s i c i o n e s 7 8 4P^ yg , - ® ^ l/2 ^ ^ 1 /2 ^ ^ ^ 1 /2 4P ^yg , em p leadas en e l s e g u im ie n to de l a p o b la - ci(5n de l o s c o r r e s p o n d ie n te s n i v e l e s s u p e r io r e s . C o n s id ^ re se q u e , p o r ejem p lo , l a v id a m edia a q u f com unloada p a r a e l n iv e l 9 8 ^ y g , que e s l a que miîs se e i le ja de l a s m ed idas p r é v in s y c& Lculos c o r r e s p o n d ie n te s , se ha o b te n i - do a p a r t i r de ü n as m ed id as que han o s c i la d o e n t r e 11 y 26 h o ra s d i s t r i b u f d as en 2 a 3 s e s io n e s . A s u v e z , e l v a l o r com unicado p a r a ? (6 S ^ y g ) h a s i ­ do o b te n id o in d i r e c ta m e n te como com ponents n e g a t iv e de c a s c a d e d e l n iv e l — 5P, d e l mismo modo que T (7 8 ^ y g ) p ro c é d é de l a c o n s id e r a c i6 n d e l v a lo r me­ d id o d ir e c ta m e n te y d e l o b te n id o in d ir e c ta m e n te de u n a c a sc a d e d e l n iv e l - 6P, como se co rnen tar^ a l c o n s id é r e r e s to s n i v e l e s . Las v id a s m éd ias de l o s n i v e l e s r é s o n a n te s , nP , i n f e r i o r s s , han s id o p ro fu sa m e n te m ed idas con a n t e r i o r i d a d a e s t e t r a b a j o , p o r d iv e r s e s m #todos e n t r e l o s que d e s ta c a n e l e f e c to H anld ( 4 3 0 ,7 7 ,9 4 ,9 5 ,7 4 ,7 8 ) y e l d e s p la z a ­ m ien to de f a s e ( 5 4 ,4 2 6 ) , e n t r e o t r o s (4 3 1 ,4 2 7 ,1 8 3 ) , a te m p e ra tu ra s muy d i ­ v e r s e s y no s ie m p re r e se f ia d a s en l o s t r a b a j o s o r i g i n a l e s , T en iendo en eu en t a l o s e f e c to s de a u to a b s o rc i f in ( s e c c id n 1 .5 ) , p o s ib l e s en g e n e r a l p a r a - p ^ 10" ^ t o r r , so n mucho mds im p o r ta n te s en t r a n s i c i o n e s r é s o n a n te s , donde se o b se rv a n y a d esd e p 3̂ 10"”^ t o r r , h ab id n d o se o b se rv a d o en l o s n iv e l e s 4^P y 4 P^yg d e l p o ta s io a d e n s id a d e s d e l v a p o r s u p e r io r e s a 10^^ a t /c m ^ , co rres^ p o n d ie n te s , ap ro x im ad am en te , a l a te m p e ra tu ra am b ien te (1 8 3 ) , en l a s e x p e - r i e n c i a s o b je to de e s t e t r a b a j o se h an r e a l i z a d o m ed idas a d i f e r e n t e s tem­ p e r a tu r a s com prend idaa e n t r e 100 y 2Ô5°C en in v e s t i g a c id n de l a m ism a, s i n que se haya p o d id o , s i n em bargo , v e r i f i c a r l a le y de M ilüe ( 4 3 2 ) , seg iîn l a - 1 7 1 - c u a l l a v id a m ed ia de u n n i v e l somet i d o a a u t o a b s o r c i d n d eb e a u m e n ta r l i ­ ne a lm e n te con l a p r e s id n d e l v a p o r a v a l o r e s b a jo s de d s t a , co n u n a p e n - d i e n t e p r o p o r c io n a l a l a s e c c id n e f i c a z de a b s o r c id n d e l f o td n p a r a l a - t r a n s i c i d n c o r r e s p o n d i e n t e . Lo h a im p e d id o e l c o m p lic a d o esquem a de c a s c ^ d a s a que p a r e c e n r e s p o n d e r l a s c u r v a s de d e s e x c i t a c i d n c o r r e s p o n d i e n t e s a l o s n i v e l e s 5? y 6P en e s t e po co s e l e c t i v o m dtodo de e x c i t a c i d n , aunque - aiîn h a y a s id o p o s ib l e a p r e c i a r c i e r t a c o r r e l a c i d n e n t r e l a v id a m ed ia d e l n i v e l 5P y l a p r e s id n d e l v a p o r . La v a r i a c i d n de l a d u r a c id n de l o s im p u l- s o s de e x c i t a c i d n , de l a e n e r g f a de l o s e l e c t r o n s s de bom barde o y de l a an c h u ra de l o s c a n a l e s en e l AMC h a n p r o p o rc io n a d o u n a n u m ero sa c o l e c c id n de m e d id as de l o s n i v e l e s 5 ? y 6P que h a n c o n d u c id o a l a c o n c lu s id n d e que e l esquem a de t r a n s i c i o n e s e n que se i n s e r t a n l o s de su d e s p o b la c id n e s e l - que se r e f i e j a e n l a f ig * 7 i , t r a s l a p o b la c id n de l o s n i v e l e s P s u p e r lo — r e s , p u d ie n d o c o n s id e r a r s e l a s m a jo re s m e d id a s l a s r e a l i z a d a s p o r bom bar- deo co n e l e c t r o n e s de 5 ,3 eV de e n e r g f a m e d ia de u n v a p o r de K a 1 8 0 -2 0 0 * 0 , s ie n d o l a d u r a c id n de l o s im p u ls o s e x c i t a d o r e s de 330 n s y e l r a n g o d e l AMC de 2 yMs ( 7 ,7 n s / c a n a l ) . La h i p d t e s i s r e c o g id a e n l a f i g . 7 1 , s i m i l a r a ' v d c n ic a em p lea d a p o r G a l la g h e r (4 3 4 ) e n l a m ed ida de l a v id a m ed ia d e l n i v e l 6P d e l s o d io con l a s e c u e n c ia de c a s c a d a s 6L 6P 63 3P , e n c o n tra n d o u n a a u to a b s o r c id n muy e s c a s a de l a t r a t v s ic i d n r é s o n a n te i n f e n i o r y n u l s de l a s s u p e - p .^ r i o r e s , s e e n c u e n t r a , a d e m a s , r e f o r z a d a p o r t r è s j u s t i f i c a c i o n e s : l o s e le v a d o s v a l o r e s de l a s p ro — b a b i l i d a d e s de t r a n s i c i d n h a s t a l o s n i v e l e s 5P y 6P d esd e l o s 6S ( ? = 90 ,1 n s ) y 73 ( '7 = 1 6 6 ,6 n s ) , r e s p e c t i v a m e n te , que s o n , en e l s e g u n d o , l a m ayor de l a s c o r r e s p o n d i e n te s a to d a s l a s t r a n s i c i o n e s c o n e l 6P como n i v e l in fe_ r i o r , s e g u id a de l a que t i e n e s u o r ig e n e n e l n i v e l = 3 8 2 ,4 n s ) , y en e l p r im e r o , l a se g u n d a e n m a g n itu d t a n s«5lo p r e c e d id a muy de c e r c a p o r l a c o r r e s p o n d ie n te a l a t r a n s i c i d n con o r ig e n e n e l n i v e l 4D^yg ( ? = 285 ,2 n s ) , como puede v e r i f i c a r s e co n l a s t a b l a s d e l A pdndice I I , l o s v a l o r e s - p l a u s i b l e s de '^ ( 6 3 ) y T ( 7 S ) que se o b t i e n e n d e l a n a l i s i s de l a s c u r v a s - de d e s p o b la c id n de 5P y 6P , r e s p e c t iv a m e n te , a l a s a z d n 9 2 -1 3 y 138^2 n s , y l a r e c o n s t r u c c i d n que de l a fo rm a de e s t a s c u r v a s r é s u l t a a l s u b s t i t u i r , - 1 7 2 - en l a e x p r e s id n de N ^ (t) p a r a t > ( 4 3 3 ) , '7^= 150 n s (v id a m edia ap ro x im ^ da d e l n iv e l 5P) , T o = 9 0 n s (idem d e l n iv e l 6S) , "T" =300 ns (idem d e l 6 P ) , A g i= 4 ,72-10^ s"^ y A ^2= 2 ,07 '10^ s""* V ÏM VO O VO VO cn cn trv VO cn o CM X 5 _ h 3 « ^ I t - •VI KV CM o KV C - o ■M- - t l A CA VO t - l A K \ c n ir» ® c - CA l A cn cn 00 CM CM cn cn V - •M- CM VO cn lA VO CO cn cn VO V- CO cn VO irv VO VO t - lA VO vO VO VO CA l A VO VO t - cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn cn X o a +j II m M 54 Vc a a M a o+a a a X I (Q S o Vc +» o a A C- C- t A VO CO t A -V cn ■M- VO o CO T , CM CO c~- c - c - 35 cn CM Tf CM CO CM cvi ■cV ■M- VO VO cn cn CM CM o o cn cn A o CM A o cn 00 CM VO cn CO CM CO 00 -M- t A 00 VO A cn CM CM A cn CO A o cn CM VO cn VO cn 00 o cn o CM CA ts» CA VO CM t - a ■M- « vo A A C- P A cn A s-5 fs> g +» c- II E4 00 KN T f- KN ON ON KN ON O ON KN C - ON KN t - CD ITN UN C - VO CNI CM IfN UN VO VO ta PO- eo o CM KN 00 ON O UN Tf- CM VO VO KN 00 OO 00 00 MO UN CM CM UN t - r - 3 I 3 ■o *- T- OO R R 3 t - f - VO VO VO VO t - C - ON ON ON ON ON O v O 00 KN VO O VOo o OO OO CM VONj- CM CM t - o g a m 4-1 cam I a to s- 3 I 3tj 04 lT\ K \ ( D e -2 3 ,O ÎO ,4 3d ( 1 /2 ) . , 0,1 4d ( 1 /2 ) ., 2 ,9 - 0 ,3 . 0 , 6 4d ( 3/ 2 )2 4 ,3 ^ 0 ,6 3 ,2 ± 0 ,4 3 ,0 4d ( 5 / 2 ) g 3 , 1 - 0 , 2 3 ,5 - 0 ,4 4d ( 5 / 2 ) J 3 ,4 4d ( 7 /2 ) ^ 3 ,4 - 0 ,3 3,1 - 1 8 5 - t e t r a b a j o depends n o ta b le m e n te de l a in te n s ld a d de l a I f n e a e s p e c t r a l em­ p le a d a p a r a l a m edida ( f i g . 4 0 ) , d esd e l a s I f n e a s mas i n t e n s e s , como l a s - em p leadas p a r a l a m edida de l a s v id a s m éd ias de l o s n i v e l e s 4 p ' ( 3 / 2 ) g y - 4 p ( 5 /2 ) j (4 3 09 y 4186 A, r e s p e c t iv a m e n te ) h a s ta l a s mds d d b i l e s , como l a s de 4094 y 4001 A, em p leadas en l a m edida de l a s v id a s m éd ias de l o s n iv e ­ l e s 5 s ( 3/ 2 ) g y 4 p ' ( l / 2 ) . j , r e s p e c t iv a m e n te . P a ra l a v id a m ed ia d e l n iv e l - 5 3 ( 3/ 2 ) 2 , m ed ida con l a I f n e a menos I n te n s a de l a s a q u f u t i l i z a d a s ( v e r g u ra 40 y s e c c id n 6 . 5 ) , r é s u l t a un v a l o r de 15—2 n s , anorm alm ente a l t o y - que p o d r fa muy b ie n s e r d eb id o a l a i n f l u e n c i a de l a s c a s c a d a s d esd e n iv e ­ l e s q u e , p o r l a e le v a d a I n te n s ld a d de l a s t r a n s i c i o n e s que t i e n e n en e l l o s su o r ig e n , se m a n i f ie s t a n muy p o b la d o s en l a e x c i t a c i d n p o r e l e c t r o n e s d e l A ( 4 4 2 ) , como su ced e a q u f con l o s n iv e l e s de mlmero c u d n t ic o p r i n c i p a l i n ­ f e r i o r en u n a u n id a d . E s ta h i p d t e s i s se e n c u e n tra apoyada p o r l o s v a lo r e s r e l a t i v e s de l a s v id a s m éd ias de l o s n ive les d e l y d e l A, que son de - 4 8 ,6 n s ( v a lo r c a lc u la d o ) y de 154^12 n s ( v a lo r e x p e r im e n ta l ) , r e s p e c t i v a ­ m e n te , p a ra l o s n iv e l e s 5 s ( 3 /2 ) g y 5 p (5 /2 )^ d e l A (4 4 2 ) , y , s i se com para e l p r im e ro de e s t o s v a lo r e s con e l c o r r e s p o n d ie n te d e l ( 4 ,8 n s , v a l o r - c a l c u l a d o ) , l o s de e s t a e s p e c ie p a re c e n s e r m enore s en un o rd en de m agni­ tu d . De e l l o s e puede d e d u c ir l a c o n v e n i e n c ia d e l m odelo d e l campo c e n t r a l p a ra l a d e s c r ip c id n d e l s is te m a (K^) , a p e s a r de su capa e l e c t r d n i c a no - c e r r a d a b a jo e l e l e c t r d n de V a le n c ia , y l a n e c e s id a d de d is p o n e r de f u e n - t e s lu m in o sa s mds in t e n s a s s i se d e s e a m e jo ra r l a ca l id a d de l a s m ed idas - r e a l i z a d a s p o r e l mdtodo em pleado en e s t a M em oria, giunque s ie m p re serA d i - f i c i l i g u a l a r l a s d e n s id a d e s de e x c i t a c i d n de l o s h a c e s id n ic o s p ro d u c id a p o r su c o l i s i d n con l a h o ja de c a rb o n o . m BIBLIOGRAPIA 1. A. E i n s t e i n , V erh an d l. D eu t. P h y s ik G es. [ 2 ] , jSi,, 318 ( 1916) 2 . 0 . S te r n y M. V olm er, P hys. Z , , 2 0 , 183 (1919) 3. E.W. Sam son, P hys. Rev. 940 ( l9 3 2 ) 4 . D .E. Shemansky y A .I . B ro a d fo o t , J . Q uan t. S p e c t ro s c . 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B , 10 ( 9 ) , L325 (1 9 7 7 ) 2 0 1 . S .G . L e s l i e , J . T . V e rd e y e n y W .S . M i l l a r , J . A p p l . P h y s . , 48 ( l l ) , 4444 (1 9 7 7 ) 2 0 2 . L. K r a u s e , A p p l . O p t . , 1375 ( l 9 6 6 ) 2 0 3 . J . P i t r e y L . K r a u s e , C a n . J . P h y s . , 45., 2671 ( l 9 6 7 ) 2 0 4 . J . P i t r e y L . K r a u s e , C a n . J . P h y s . , £ 6 , 125 (1 9 6 8 ) 2 0 5 . J . C u v e l l i e r , P . F o u r n i e r , P . Gounand y J . B e r l a n d e , C .R. A c a d . S c i . , B 27 6 . 855 (1 9 7 3 ) 2 0 6 . M. P i m b e r t , J . P h y s . J l , 331 ( l 9 7 2 ) 2 0 7 . I . S i a r . a , E . S . H ry c y sh y n y L. K r a u s e , Can. J . P h y s . , J O , 1826 ( l 9 7 2 ) 2 0 3 . I.Î. S tu p a v s k y y L. K r a u s e , C a n . J . P h y s . , 4 6 , 2127 ( l 9 6 8 ) 2 0 9 . I.Î. S t u p a v s k y y L . K r a u s e , C a n . J . P h y s . , 4 7 , 1249 ( l 9 6 9 ) 2 1 0 . D .A . M c G i l l i s y L. K r a u s e , Can. J . P h y s . , 4_6, 1051 ( l 9 6 S ) 2 1 1 . W.E. B a y l i s , E . W a l e n t y n o w i c z , R .A . P h a n e u f y L , K r a u s e , P h y s . R e v . , 3 1 , 741 (1 9 7 3 ) 2 1 2 . I . S i a r a y L. K r a u s e , C a n . J . P h y s . , 257 ( 1972) 2 1 3 . J . L . R o c c h i c c i o l i , C . R . A c a d . S c i . , B 27 4 . 787 ( l 9 7 2 ) 2 1 4 . E .S . H ry c y sh y n y L. K r a u s e , C a n . J . P h y s . , 4%, 223 ( l 9 6 9 ) 2 15 . P.W. Pace y J .B . A t k i n s o n , C a n . J . P h y s . , 1635 ( 1974) - 1 9 6 - 2 1 6 . E .E . N i k i t i n y A . I . R e z n ik o v , C h e m .P h y s .L e t t . , 161 ( l 9 7 l ) 2 1 7 . A.A. Z em bekov, E .E . , N i k i t i n y A . I . R e z n ik o v , A b s t r a c t s o f V l l t h I n t . C o n f . P h y s . E l e c t r o n A tom ic C o l l . , A m ste rdam , N o r th H o l la n d P u b . C o . , Amsterdam ( l 9 7 l ) 2 1 8 . J . P . K i e l k o p t , J . C h e m . P h y s . , 4809 ( l 9 7 5 ) 2 1 9 . L .R . P e n d r i l l , J . P h y s . B, ^ 0 ( l 3 ) , L469 ( l 9 7 7 ) 2 2 0 . L .R . P e n d r i l l , J . P h y s . B, JM ( 2 3 ) , 4049 ( l 9 7 8 ) 2 2 1 . I . E . G a l l a g h e r , S .A . E d e l s t e i n y R.M. H i l l , P h y s . R e v . A, 1 ^ ( 5 ) , 1945 ( 1 97 7 ) 2 2 2 . M. P i m b e r t , J . L . R o c c h i c c i o l i y J . C u v e l l i e r , C .R . A c a d . S c i . ( P a r i s ) , 2 7 0 , 684 ( 1 9 7 0 ) 2 2 3 . M. A l l e g r i n i , G. A l z e t t a , A. K o p y s t^ y n s k a , L . Moi y G. O r r i o l s , O p t . Commun. , 19.» 96 ( l 9 7 6 ) 2 2 4 . S . G e l tm a n , J . P h y s . B, 10 ( l 5 ) , 3057 (1 9 7 7 ) 2 2 5 . J . H . L ees y H.W.B. S k i n n e r , P r o c . R o y . S o c . ( L o n d o n ) , A 137, 136 ( l 9 3 2 ) 2 2 6 . P . A v o u r i s , W.H. G e l b a r t y H .A . E l - S a y e d , C hem .R ev . , 77. ( 6 ) , 793 ( 19 7 7 ) 2 2 1 , A. S p i e l f i e d e l , D. G i l b e r t , E . R o u e f t y P . R o s t a s , J . P h y s . B, ( 2 2 ) , 3693 ( 19 79 ) 2 2 8 . V.ÏÏ. 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J . P . B a r r a t , J .P h y s .R a d i u m , 2 0 , 657 (1 9 5 9 ) 2 3 9 . R.W. Wood, P h i l .L i a g . , 1 0 , 513 ( l 9 0 5 ) 2 4 0 . M.V/. Z em ansky , P h y s . R e v . , 2 0 , 283 ( l 9 2 2 ) 2 4 1 . E. l i i l n e , J .L o n d o n ' t l a t h . S o c . , 1 , 1 ( l 9 2 6 ) 2 4 2 . T. H o l s t e i n , P h y s . R e v . , 7 2 , 1212 ( l 9 4 7 ) 2 4 3 . ? . H o l s t e i n , P h y s . R e v . , 8 1 , 1159 ( l 9 5 l ) 2 4 4 . P . J . W a ls h , P h y s . R e v , , 1 1 6 , 511 ( l 9 5 9 ) 2 4 5 . B .P . K i b b l e , G. C o p le y y L, K r a u s e , P h y s . R e v . , 1 5 3 , 9 (19 6 7 ) 2 4 6 . E .B . S a lo m an y W. H a p p e r , P h y s . R e v . , 1 4 4 , 7 ( l 9 6 o ) 2 4 7 . P. E rm an , P h y s i c a S c r i p t s , H , 65 ( l 9 7 5 ) 2 4 8 . R.G. F o w l e r , T.M. H o l z b e r l e i n y C.H. J a c o b s o n , P l i y s .R e v . , 1 4 0 , A1050 (1 9 6 5 ) 2 4 9 . A.V. P h e l p s , P h y s . R e v . , r^O , 1362 ( l 9 5 S ) 2 5 0 . P . Erman y S . 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P h y s . , B11 ( l 9 7 8 ) 261 . A.V. H a r c o u r t y V/. E s s o n , P h i l , T r a n s . R o y . S o c . L o n d o n , 1 5 6 , 193 ( 1866) 262 . F. S o d d y , P r o c . R o y . I n s t . G re a t B r i t a i n , 2 0 , 399 (1912) — 13C— 2 65 - H. H r r d e , B e a m -F o i l S p e c t r o s c o p y , V o l . 2 , P len um P r e s s , New York (1 9 7 6 ) 2 5 4 . M. G a r r ^ , M.L. G a i l l a r d y J . L . S u b t i l , N u c l . I n s t r . & M e th o d s , 9 0 , 217 (1 9 7 0 ) 2 6 5 . G.H. L a w r e n c e , P h y s .R e v . A2, 397 ( l 9 7 0 ) 2 6 6 . G.A. K h a y r a l l a h y S . J . S m i th , C h e m . P h y s . L e t t . , 1 8 , 239 ( l 9 7 7 ) 2 6 7 . J . K L e i n b e r g , W .J . A r g e r s i n g e r , J r . y E , G r i s w o l d , Q ufm lca I n o r g a n l c a -, E d . R e v e r t ^ , B a r c e l o n a (1 9 6 3 ) 2 6 8 . M e l l o r ' s C o m p re h e n s iv e T r e a t i s e on I n o r g a n i c a nd T h e o r e t i c a l Che­ m i s t r y , V o l. 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G a rc fa , c o m u n ica c id n p r iv a d a . conclus lOlIES 1. Se ha d is e h a d o , m ontado y c a l i b ra d o un co m p lé ta s is te m a e x p e r im e n ta l , muy v e r s â t i l , cuya f i n a l i d a d e s e l r e g i s t r e de e s p e c tr o s de e m is id n - t r a s e x c i t a c i 6 n p a r bom bardeo e l e c t r 6 n i c o y l a m edida de v id ao m éd ias de n i v e l e s a té m ic o s p o r e l mé^todo de c o in c id e n c ia s d i f e r i d a s . Se u t i l ! zan t é c n i c a s de r e c u e n to de f a t ones i n d i v i d u a l e s , y l a e x c i t a c i ô n se - r e a l i z a p o r im p u lsa s de e l e c t r o n e s de b a ja e n e r g fa . E l s is te m a e s espe_ c ia lm e n te adecuado a l a s p e c u l i a r s s c a r a c t e r f s t i c a s de e x c i t a c i 6 n de - l e s v a p o re s de l e s m e ta ie s a l c a l i n e s y o t r o s e le m e n tos o com puestos s ^ l i d o s o l i q u i d e s a te m p e ra tu ra a m b ie n te , au n q u e , desde lu e g o , e s tam - b i^ n u t i l i . z a h i e c on g a s e s . E l d e s a r r o l l o de e s t e s is te m a , que se p re ­ s e n t s en e l c a p i t u l a 2 de e s t a M em oria, ha l le v a d o c o n s ig o l a s u p e ra - c i6 n de m iH tip le s d i f i c u l t a d e s en buena p a r te d e b id a s a l c o n t r o l y p u - r i f i c a c i d n d e l v a p o r , cuya d e n s id a d en l a câm ara de bombardeo e s c o n t2 nuam ente a j u s t a b l e a v o lu n ta d , coma l o e s l a p r e s id n de c u a lq u ie r g a s a d ic io n a l cuya p r e s e n c ia se d e s e e s im u l ta n e a r eon l a d e l v a p o r . La pu - r i f i c a c i 6 n de l o s m e ta le s a l c a l i n o s p o r d e s t i l a c i d n m o le c u la r en u n a - i n s t a l a c i 6 n o r i g i n a l se p r é s e n ta en e l A p^ndice IV. 2 . Se ha r e a l i z a d o e l e s p e c t r o de e m is i6 n d e l p o ta s io n e u t r e y d e l i o n i z a do t r a s e x c i t a c i ô n p o r bombardeo e l e c t r ô n i c o , o b te n iô n d o se e i d e n t i f i - candose to d a s l a s l i n e a s môs in te n s a s de l a s re s e n a d a s en l a b i b l i o g r ^ f i a p a r a e s t a s e s p e c ie s . En e l c a p i t u l a 3 de l a Memoria se d i s c u te l a o b te n c iô n d e l e s p e c t r o , y en e l A pôndice V se re c o g e n su s in te n s id a d e s r e l a t i v e s . 3 . Se han m edido l a s v id a s m éd ias de 11 n iv e l e s d e l p o ta s io n e u t r e , p o r - p r im e ra vez p o r e l p ro c e d im ie n to em pleado en e s t e t r a b a j o . De l a v id a m edia de uno de l o s n iv e l e s no se conoce n in g u n a m edida p r e c e d e n t s . 4 . Los v a lo r e s o b te n id o s p a r a l o s n iv e l e s S m u estr a n buen ac u e rd o con l a s m ed idas mas r e c i e n t e s de o t r o s a u to r e s y con l o s c a lc u la s t e d r i c o s , a p e s a r de l a d éb x l in te n s id a d de l a s l i n e a s u t i l i z a d a s . - 2 0 8 - 5 . La m edida de l a s v id a s m éd ias de l o s n iv e l e s P se ha v i s t o G om plicada p o r un p ro c e so de c a s c a d a s en ca d en a . E l a n â l i s i s d e t a i l ado de l o s da­ t e s ha co n d u c id o a unos v a lo r e s de 213-7 y 353-43 ns p a ra lo s e s ta d o s 5P y 6P, r e s p e c t iv a m e n te . 6 . Los v a lo r e s o b te n id o s p a r a lo s n iv e le s D son n o ta b lem en te i n f e r i o r e s a l o s c a lc u la d o s , d e b id o a su m ezc la c o l i s i o n a l con o t r o s n iv e le s p r d x i - mos d a m enor v id a m e d ia , como se d em u es tra en l a s e c c iô n 6 .3 . 7 . Se han m ed ido , p o r p r im e ra vez con u n a tô c n ic a d i f e r e n t e de l a de h a - c e s i ô n i c o s , l a s v id a s m éd ias de 10 n iv e le s d e l iô n K^, con a c u e rd o - con l a s m ed idas r e a l i z a d a s p o r e s a tô c n ic a y con lo s v a lo re s c a l c u l a - 9 . Ha quedado p a t e n te l a e x i s t e n c i a de p o b la c iô n i n d i r e c t s de l o s n iv e l e s i n f e r i o r e s d e l K’*’ p o r c a s c a d a d esd e n iv e l e s s u p e r io r e s no in c lu id o s - h a s ta a h o ra en l a b i b l i o g r a f i a . 9 . P a ra l a p u e s ta a p u n to d e l s is te m a e x p e r im e n ta l se h an r e a l i z a d o d iv e r s a s m ed idas p r in c ip a lm e n te so b re a rg o n y c e s io , con r e s u l t a d o s muy s a - t i s f a c t o r i o s en su co m p arac iô n con l o s v a lo r e s o b te n id o s p o r o t r o s au­ t o r e s ( s e c c iô n 4 . l ) . 1 0 . Se han p e r fe c c io n a d o se n d os p ro g ram as de c ô lc u lo de p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i ô n y v id a s m éd ias p o r l a ap ro x im ac iô n de Coulomb y a c o p la m ie n - to s LS y jK , a p l ic a n d o s e a l c ô lc u lo de 485 p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i - c iô n y 56 v id a s m éd ias de n iv e l e s d e l K y de 74 p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i ô n y 22 v id a s m éd ias de n iv e l e s d e l K^, o b se rv an d o se l a id o n e id a d de e s to s m odelos p a r a l o s s is te m a s a q u i e s tu d ia d o s , C u a re n ta de l a s v id a s m éd ias c a lc u la d a s a q u i p a r a o t r o s ta n to s n i v e l e s d e l atomo de p o ta s io lo son p o r p r im e ra vez en e s t e t r a b a jo , como a s i - mismo lo so n l a t o t a l i d a d de l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i e i ô n y v id a s m éd ias c a lc u la d a s p a ra e l iô n K^. Todos lo s v a lo r e s c a lc u la d o s con e s ­ to s p rog ram as se re c o g e n en e l A pôndice I I de e s t a Memoria. 11. Se h a r e d a c ta d o un p rog ram s de c a l c u l e p a ra c o r r e g i r l a s v id a s m éd ias c a lc u la d a s p o r l o s a n t e r i o r e s p rog ram as p o r lo s e f e c to s de l a s t r a n s i - - 2 0 9 - cxones in d u c I d a s p o r l a r a d ia c iô n tô n n ic a a m b ie n ta l , en c a so de T ^ K , o b se rv a n d o se su e f e c to muy b e n e f ic io s o en l a co m p arac iô n de l a s v id a s m édias c a lc u la d a s con l a s m ed idas en e l c a so d e l atomo d e l p o ta s io y - su e f e c to im p e r c e p t ib le e n e l c a so d e l id n K^, en que l a s e p a r a c iô n de lo s n iv e l e s e n e r g ô t ic o s e s t a muy p o r encim a de l a e n e r g f a de l o s f o to ­ ne s e m it id o s p o r lo s c u e rp o s a l a te m p e ra tu re de m ed ida . Los v a lo r e s - de l a s v id a s m éd ias r é s u l t a n t e s de e s t a c o r r e c c iô n a l a te m p e r a tu re de m edida mas c o r r i e n t e en e s t e t r a b a jo se p r e s e n ta n en e l A pôndice I I I , E s ta c o r r e c c iô n s ô lo h a b fa s id o a p l i c a d a a n te s de e s t e t r a b a j o a 9 n i ­ v e le s de l o s 78 a l o s que s e a p l i c a a q u f , a una te m p e ra tu re d i f e r e n t e ( c a p i t u l e 6 ) . 12. F or p r im e ra véz en e l p o t a s i o , se ha v e r i f i c a d o l a a p l i c a b i l i d a d a l a s s e r i e s de e s ta d o s de i g u a l momento a n g u la r o r b i t a l de l a r e l a c i ô n po— t e n c i a l h id ro g e n o id e a Z ^ ( n * T e n t r e l a v id a m edia y e l ninnero c u a n - t i c o p r i n c i p a l e f e c t i v o , a d q u ir ie n d o a q u i e l ex p o n e n ts O M H ■d TÎ (D y 9 f-4 P. d d rH O d do > m 9o •H • a o O +» o a P. H •H •H VD « o 4» +» P Pi Pi d d +» V 5 V3 y > o ow o d d +* o p, *p 'Po o a M do •H « +» +»t—• +» o o« .P, H 9 9 V5 o H r4 M t3 O O O d T> 'P Q H r4 h P P « «f\ in ir> m ir> pt» Pe« P=l m w cj “■ E C r- r— CM C\J ' i n P i EH § i— ' EH O EH O M »3 14 M) A 8 14 W H H « » l i a H » en m en ■V o M3 00 OCVJ ■V \o eo CM CM fO K\ m 'P t~ 001 A A r L A é A é 1 u > é A é Jk A 1en CM CM K \ T*- ir» tn v o t - - 2 1 2 - E l p a ra m è tre de c o n t r o l puede a d o p te r l o s v a l o r e s - 1 , 0 y 2 , E l p r i ­ m er v a lo r se em plea p a r a c a r a c t e r l z a r a l a p r im e ra t r a n s i c i ô n d e l g ru p o co ̂ r r e s p o n d ie n te a un n iv e l cu y a v id a m ed ia sc d e s e a c a l c u l e r , e l t e r c e r o pa­ r a c a r a c t e r l z a r a l a i t l t im a t r a n s i c iÔ n d e l g ru p o , y e l segundo p a r a to d a s l a s demâs t r a n s i c i ones d e l g ru p o . - 2 1 3 - PEOGRAMA CON ACOPLAMIENTO .1K «0 P, g> m to « «e V o o o O o m m IT i IP CM P=4 P , p , P , P< P i P i P i ja(d I CM CM ' r ^ CM H 1 H l î r - CM § in H ON CTi cn GO o CM CTi CM CM IP c - c~ t l é 1 lf \ 6 A 6 A é uk 1 CM CM IP tr\ IP c - - 2 1 4 - E l p a râ m e tro de c o n t r o l puede a d o p te r l o s v a lo r e s - 4 , -3» - 2 , - 1 , 0 y 2 . E l p r im e ro i d e n t i f i c a a l a s t r a n s i c i ones s ( l / 2 ) ^ ^8^ , e l segundo a - l a s t r a n s i c i one s d ( 3 /2 )^ - » d ( l / 2 ) ^ y d '( 3 /2 ) . j e l t e r ce ro a l a s t r a n s i c i o n e s s ( 3 /2 ) . j —*> ^ 5 ^ , e l c u a r to c a r a c t e r i z a a l a p r im e ra t r a n s i c i ô n d e l g ru p o c o r r e s p o n d ie n te a u n n iv e l cuya v id a m edia se d e s e a - c a l c u l a r , e l s e x to a l a x îltim a t r a n s i c i ô n d e l g ru p o , y e l q u in to a to d a s - l a s demâs t r a n s i c i o n e s d e l g ru p o . Los p o s ib l e s o o n f l i o to s de a d s c r ip c iô n de p a râ m e tro o r ig in a d o s p o r su d o b le u t i l i d a d en e s t e p rog ram s se o b v ia n , en l a v e r s iô n que se p r e s e n t s - en e s t a Memoria s i se t i e n e n en c u e n ta l a s s i g u i e n t e s r e g l a s p a r a e s t a b l e - c e r e l o rd e n de p r io r l d a d de l o s o r i t e r i o s î I . I n d i c a t i v e s de r e s o n a n c ia : - 2 , -3» -4 I I . P a râ m e tro de com ienzo ï -1 ( s i no e s - 2 , - 3 6 - 4 ) I I I . P a râ m e tro d ^ /% e so n a n c ia i 0 ( s i no e s - 1 , - 2 , - 3 6 - 4 ) 1 7 . P a râ m e tro de c i e r r e de t a b l a : 2 ( s i no e s - 1 , - 2 , - 3 ô - 4 ) p e r s i s t i e n d o como i ln ic a l i m i t a c i â n p a r a e l c o r r e c to fu n c io n a m le n to d e l p r ^ grama l a s i g u i e n t e : un g ru p o no puede com enzar con LL ^ -1 s i e l a n t e r i o r te rm in ô con LL 2 . Z I f APENDICE I I P ro b a b i l id a d e s de t r a n s i c i ô n y v id a s m éd ias c a lc u la d a s - 2 1 6 - POTASIO MEUTRO. KI En l a s p a g in a s s ig u i e n t e s se re c o g e n l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i ô n c a l c u l a d a s , p o r e l p ro c e d im ie n to d e s c r i t o en e l c a p i t u l o 5» e n t r e n iv e l e s d e l K I, d e s ig n a d o s p o r l o s c o r r e s p o n d ie n te s niSmeros c u â n t ic o s seg d n e l e s - quem a: ^ 2541^____________________________ _______ _________ q u e , en l a s t a b l a s que s ig u e n se e s c r ib e n : nL 2S+1 L J re c o g iâ n d o s e l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i ô n , r a d i a l y t o t a l , en n o ta c iô n e x p o n e n c ia l : .ab cd + e f = 0 ,abcd»10® ^ - 2 1 7 - V I C A :i E O : a DE L f i l V E U 5 S 2 3 1 / 2 X EM X r TPAMSlCrCN : P.M. iL. A. c l d - h 124 3 5 . 7 4P 2 1 1 /.2 - 5 5 " 2 2 1/2 T TdIT d ^ 2 r . ̂12 T *a ’ 12525 .6 : 4? 2 1 : / 2 - £5 2 : 1 / 2 : . 2 w t : * . 2 : . i ; i 6 * 0 8 I V . . M E D I A z 4 7 . C N D E D . I - 2 1 3 - V I DA m e : IA d e l f. : v E : : 1 / 2 X E'. S i TFAf S I C I C : p . ( - ' . ( L . A . T . C E 3 - 1 > I Ù 3 7 2 . 2 : I ? Z I 1 / 2 __CLJ./_2_ L_.l.L 2_7Lf:C 2_- : L ; 8 2 * : 7 I o 6 2 2 . 7 : ZP 1 3 / 2 - -j s 2 r 1 / 2 I . 1 1 4 1 * 2 3 I 3 . : 9 * 0 : b ? 1 3 . C I 4 P Z I 1 / 2 - 6 : 2 c 1 / 2 I . 1 C ‘» 7 * Q1 I 6 9 4 0 . 7 I 4 P 1 3 / 2 - b S 2 : 1 / 2 I . 1 C £ C * C I • 4 2 4 1 * ^ 7 : V . M E D I A = ? * . ! "IGEC - 2 1 9 - VICA VCDIh del m i .'EL 7 5 / : X E». I TFA L 5 I C I C . ' : P . n . t U . A . ) I F .T . ( . 2 2 - 1 ). 134 3C . 3 6P : 1 1 / 2 - 7 5 — _ C —L - 2 / 2 - T : . ' * / ! . * . = 7 3 ? 5 3 . 4 6P : 1 3 / 2 - 75 2 r. 1 / 2 I . 3 5 E 2 *u 7 : . - ' 7 : : * : = 1 7 9 4 4 ,C £P 2 1 1 / 2 - 75 2 C 1 / 2 - . 4 7 4 : * : 1 I . : 3 4 2 * . f t 1 2 2 0 4 . 6 5P 2 I 3 / 2 - 75 2 C 1 / 2 : . < * 7 3 1 * 0 1 ; . 1 2 ' ' 2 * 2 7 5 7 L 4 , Q 4P 2 1 1 / 2 - 75 2 C 1 / 2 : . 2 ? 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I I - 2 6 7 - VI CA MEDI A DEL N l V E L 5 0 : M 7 / Z X EN I I TGAN5 ICICW i P . r . ( O . A . 1I P . T . I S t - - i ) 94 51726 . 0 I SF : 3 5 / 2 - 5G 2 4 7 / 2 - • 2 l 35*C4?»S : . = 2 32 *C2 94 51726 .0 - 5F 2 3 7 / 2 - SG 2 u 7 / 2 I .2L:5*C*M5 : . i '>3c - L I *0169 .4 I 4F = 3 5 / 2 - SO 2' 4 7 / 2 I . 124l*G4f;S I . 4 1 5 6 • C 7 *01 69 .4 I 4F : 3 7 / 2 - 50 2 4 7 / 2 : . 124 1*C4M5 : . 1 5 * C * Qé V . MEDI A = 2 3 1 . ? ^ ' CED. I —2 69— VI DA MEDI A CEL NI ' / EL SG 2 4 9 / 2 A EN  I TKAf i SI Cr CM I P . M . ( U . A , ) I P . T . ( 2 E C - 1 J 9 4 5 1 7 2 6 . 0 : SF 2 3 7 / 2 - SG 2 4 c / 2 : . 2 c 3 S * C 4 f ; S : . S 4 2 5 *uC « G 1 6 9 . 4 I 4 F 2 3 7 / 2 - SG 2 4 q / : : . 1 2 4 1 ♦ 2 4 L S I . u : l _ + u 7 IV* .MEC IA : : 3 1 . c NSEî - 2 6 9 - VIDA MEDIA CEL NIVEL LG : “ 7/ Z X E» t : T R A N S I C I C N I ? . P . ( 0 . A . > I F , : . 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KII A c o n t in u a c id n se re tîn en to d a s l a s p ro b a b jj id a d e s de t r a n s i c i 6 n p en n i t l d a s p o r l a s r é g la s de s e le o o id n (secci(5n 5 .3 ) e n t r e l o s n lv e le s c o n o c i- dos d e l l6 n K"**, p o r e l p ro c e d im ie n to d e s c r i t o an e l c a p f tu lo 5 de e s t a Me­ m oriae d es ign& idose a l o s n lv e le s m e d ian ts l o s c o r r e s p o n d ie n te s nilmeros - c u â n t ie o s segiîn e l esquem a: V 2 W j c o r re s p o n d ie n te a l a c o p la m ie n to jK y q u e , en l a s t a b l a s , se e s e r ib e n : n i g J , E J e x c e p to e l e s ta d o fu n d a m e n ta l, q u e , d e s c r i b i^n d o se en aco p la m ie n to LS (seo^ c i6 n 5 . 2 ) , e s un e s ta d o 3^3^ , e s c r i t o como ISO en l a s t a b l a s . R e sp ec te de l a e x p re s id n de lo s v a l o re s numé^ricos de l a s p r o b a b i l id a - d es de t r a n s i c i d n , se a p l i c a l a e x p l ic a c iS n a n a d id a en l a p r e s e n ta c id n de l o s r e s u l t a d o s p a r a e l K l, en e s t e mismo Ap^fr^iice. - 2 7 4 - VIO» - E 3 I / I O I L N i V t _ «S I l / Z H 1 / 2 1 1 ============== ================== ======= A IN % r TPAMsrciov r p . p . l u . » . ) r ? , r , ( s t s - i > : = = : = : = : = = = : = = : = = = = = = = = = = % = = : = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = : r = = r = : : T = = : : : : : : = r : : : : 63C. 7 r i S 3 - «s 1 / 2 1 1/ 2 ) 1 I . t 5 7 » - : i M» r . 5 î i b * : 9 t I I V. MEDI A = 1 . 3 VS E 3 . 1 I r - 2 7 5 - *10* OIL MIVtL 5S I l / t ) ( 1 / 2 1 C X z n i I r P A H s i c i u v I P . P . I J . A . ) I P . r . l S £ 3 “ l ) v - s t , : I 1 / 2 * 1 / 2 1 I - f S l / 2 ( 1 / 2 ) r . 7 2 7 * . : t I . 7 1 9 2 * . 1 r up l / 2 ( 3 / 2 ) 1 - ;S 1 / 2 1 1 / 2 ) r. 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I I I - 238- VIDA MEDIA DEL NIVEL UP ( 3 / 2 ) t 3 / 2 ) 2 ====================:======%=======:=:= ======= = = = : = = = = = = = = = : = = = : = = = = = = = ^ = = = : = = = = : = = = : = = = = = = = = = = = = : = = = : = = = : : = = : : = = : A EM X I TRANSICION I P , R , 1 U . A . ) I P . T. ( SE G- I ) = =====- ==== = : = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = : = = : . = : : = = = = = = = = = = % : = = = = = : = = = = = = = = = = = = = 3 8 9 9 . 0 I US 3 / 2 » 3 / 2 ) 2 - U P 3 / 2 1 3 / 2 1 2 I . 1 3 8 0 * 0 2 I . I U 1 S * 0 9 U 0 1 3 . 3 I US 3 / 2 1 3 / 2 ) 1 - UP 3 / 2 » 3 / 2 » 2 I . 1 U0 U * 0 2 I 1 U 66 *0 6 6Q1U. 1 I 30 3 / 2 » 5 / 2 ) 2 - up 3 / 2 » 3 / 2 ) 2 I . 5 6 5 U * 0 1 N A I 7 3 7 3 * 0 6 U3 0 6 , 2 I 30 3 / 2 » 3 / 2 ) 2 - UP 3 / 2 » 3 / 2 ) 2 I . 3 o 3 9 * a l N A I 7U02*Q7 U 2 2 6 . 8 I 30 3 / 2 » 1 / 2 ) 1 - UP 3 / 2 » 3 / 2 ) 2 I . 2 9 0 6 * 0 1 N A I 1 2 9 9 * 0 7 IV. MEDIA = I 6 . 0 N S E G . 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I S E G - ) ) U 1 8 7 . 3 I US 3 / 2 ( 3 / 2 ) 2 - UP 3 / 2 1 S / 2 ) 3 I . 1 3 8 7 * 0 2 I . 1 2 7 6 * 0 9 6 7 2 8 . 7 I 30 3 / 2 » S / 2 ) 2 - UP 3 / 2 » 5 / 2 ) 3 I . 6 0 2 1 * 0 1 N A I . 11UU*Q6 6 U 2 9 . 6 I 30 3 / 2 1 7 / 2 ) 3 - UP 3 / 2 1 5 / 2 ) 3 1 . S 6 7 6 * D1 N A I . 9 1 2 0 * 0 6 U 6 6D . 7 I 30 3 / 2 ( 3 / 2 ) 2 - UP 3 / 2 » 5 / 2 ) 3 I , 3 2 9 3 * 0 1 N A I . 9 3 9 3 * 0 6 I I IV.MEDIA = 7 . 8 NSEG. I I I -2 9 1 - VIDA MEDIA DEL NIVEL SO I 3 /2 ) ( 1/2) I À EN X I TRANSICION I P . R . I U . A. ) I P . T. f S E C - 1) 6 C 7 . 9 I ISC - 30 3 / 2 » 1 / 2 ) I I . 1 1 3 5 * 0 1 N A I . 1 8 2 9 * 1 1 I I IV.MEDIA = . 1 N S E S . I I I .292- VIC* MEDIA DEL NiVEL 40 ( 3 / 2 1 ( 1 / 2 » 1 = = = : = z = = = z = = = = = = = = = z = = = = = = z = : = = = z = = = = = : : : z z : z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z = : = = = = = = : = = : = z z z z z : z z z z z z z z z A EN I I TRAMSICION I P.R, tU.A. I I P . T. t SEff-I » 3 9 0 1 . 2 1 4P 3 / 2 ( 1 / 2 ) 0 - 40 3 / 2 1 1 / 2 1 1 I . 3 9 3 4 * 0 2 I 35 8 7 . 6 I 4P 3 / 2 < 3 / 2 ) 1 - 4 0 3 / Z ( 1 / 2 » 1 I . 3 4 7 9 * 0 2 I 4 6 4 . 2 I 3 6 6 9 . 7 I 4P 3 / 2 1 3 / 2 » 2 - 4 0 3 / 2 ( 1 / 2 ) 1 I . 3 6 0 1 * 0 2 I ISO - 4 0 3 / 2 1 1 / 2 » 1 I . 3 5 8 0 - 0 1 N A I 3 1 0 5 . 9 4P 3 / 2 1 1 / 2 » 1 - 4 0 3 / 2 ) 1 / 2 ) 1 I . 2 7 2 1 * 0 2 7 4 5 7 * 0 8 8 4 7 8 * 0 7 1 2 9 5 * 1 0 4 1 0 0 * 0 8 2 0 4 4 * 0 9 IV. MEDIA I . 6 N S E 5 . I I -P Q 7_ VIDA MEDIA DEL NIVEL 40 t 3 / 2 ) < 3 / 2 ) 2 i EN % I TRAMSICION I R , R . ( U . A . ) I P . T. I S E G - 1 ) 3 5 3 0 . 5 I 4P 3 / 2 1 3 / 2 ) 1 - 4 0 3 / 2 1 2 / 2 ) 2 I , 3 3 6 2 * 0 2 I . 1 6 5 1 * 0 8 3 6 0 9 . 9 I 4P 3 / 2 ( 3 / 2 ) 2 - 4 0 3 / 2 1 3 / 2 ) 2 I . 3 4 8 5 * 0 2 I , 1 4 4 1 * 0 9 3 3 9 3 . 6 I 4P 3 / 2 1 5 / 2 ) 3 - 4 0 3 / 2 1 3 / 2 ) 2 I . 3 1 4 6 * 0 2 I . 1 5 2 2 * 0 8 3 4 2 8 . 2 I 4P 3 ^ 1 5 / 2 » 2 - 40 3 / 2 1 3 / 2 ) 2 I . 3 2 0 1 * 0 2 I . 1 0 7 3 * 0 7 3 0 6 3 . 0 I 4P 3 / 2 ( 1 / 2 ) 1 - 4 0 3 / 2 ( 3 / 2 ) 2 I . 2 6 0 6 * 0 2 I . 1 5 3 1 * 0 9 : I IV.MEDIA : 3 . 0 NSEG. I I I —294— VIDA MEDIA DEL NIVEL # 0 I 3 / 2 » ( S / 2 » 3 1 IN X r TRANSICION I P . f f , ( U , A , | I P , r , ) S E S - l J 3 2 2 1 ^ 5 I 4P 5 / 2 ) 3 / 2 » 2 - # 0 3 / 2 ) 5 / 2 ) 3 î " % 2 4 2 4 * o 2 I ^ 2 0 5 7 * 0 9 3 C 9 8 , 1 ‘ r 4P 3 / 2 ) 5 / 2 ; 3 - 4 0 3 / 2 ) 5 / 2 ) 3 I , 2 1 1 1 * 0 2 I , 8 6 3 2 * 0 8 3 0 7 5 . 9 I 4P 3 / 2 ) 5 / 2 ) 2 - 4Q 3 / 2 ) 5 / 2 ) 3 I , 2 1 6 1 * 0 2 I , . 4 2 9 9 * 3 7 I I IV.MEOIA r 3 , 4 N S E 5 . I I I -2 9 5 - -FziA :~L ' irvfL <*r ( : / ? , i 7/2; 3 : % = = : = = = = = = = z i z r z r z z r z z r = = = = = = = = = = = = = = = : : = ; = = = = : = = = = ■ = = = = = = = = = = = = = = : = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = A r p . ? . « u . 4 . » i p . t . i s e g - i L= r, = =. = - = « « = = : = L ' _ : : : ± = : : : = : = = : = = = : : : = = = = = = = = = = : = = = = = = = : = = = = : = = = = = = = = = : = : = = = = i i n . ' : kp : / - ( 3 - ^ 0 : / : ( 7/2» 3 t .2393.32 i .1343*03 3/11 ( / : ) : / : ! 7/ 2) 3 r .2551*02 i .3362*59 7 .-=21 ' = AÎEUDIOE I I I C â lcu lo de v id a s m édias con c o n s id e ra c id n de l a s t r a n s i c io n e s in d u c id a s p o r l a rad ia c i(5 n t^ rm ic a -2 9 7 - VIDA5 MEDIAS A T yé OK En e l c u rso d e l p r é s e n te t r a b a jo se h a d e s a r r o l la d o un p rogram a, soitÆ ram ente p re s e n ta d o en e l c e p f tu lo 6 de e s t a Ifem orla, que s o l i c i t a l e s da­ t e s , r e a l i z a l e s c â lc u lo s e im prim e l e s r e s u l t a d o s n e c e s a r io s p a ra l a ob- tenciiS n de l a s v id a s m édias de l e s n iv e le s a t6 m ic o s , e x p re sa d o s en n o ta— ci(Sn LS G j K, te n ie n d o en c u e n ta l a s t r a n s i c io n e s in d u c id a s p o r l a r a d i a - c i6 n té rm ic a amb ie n ta i ( s e c c i6 n 6 .3 ) , pud iendo asim ism o g r â b a r l o s d a te s en d is c o o l e e r l o s de e s te s o p o r te . La te m p e ra tu ra am bian te d e l vapo r o - g as se in t r o d u c e , en g ra d e s K e lv in , p o r m edio de una s e n te n c ia DATA in c o r p o rad a en e l p rog ram s. E l o b je to d e l p rogram s e s s u b s t i t u i r l a exp resi(5n de c â lc u lo de l a - v id a m edia 7 de un n iv e l a p a r t i r de l a s p r o b a b i l id a d e s de t r a n s i c i6 n de l a s d e s c e n d a n te s con o r lg e n en ese n i v e l : V a lid a p a ra T = OK, p o r l a e jq sre sitfn (4 3 7 ) : ’ Ç *nn- * ^ i f - V n < = > = M que p ro p o rc io n a l a in v e r s a de l a v id a m edia c o r r e g id a , "Z* , corne suma de - l a s in v e r s a s de l a v id a m edia c o r re s p o n d ie n te a l a s em is io n e s e sp o n ta n ea e in d u c id a , 7 , y de un p ar& netro que da c u e n ta de l a a b s o rc i6 n in d u c id a , fu n c io n e s a su vez de l a s p r o b a b il id a d e s de t r a n s l c i f n de l a s d esee n d e n te s que t i e n e n p o r o r ig e n y p o r f i n a l , r e s p e c t iv a m e n te , a l n iv e l de i n y A^„^, de l a f re e de l a te m p e ra tu re a t r a v ^ s de t e r ^ s , A ^ , y A^„^, de l a f reç u e n c ia de l a c o r re s p o n d ie n te t r a n s i c i 6n y - H = 1 /(6*" ’'^ '' - 1) [A3] s i end O h l a c o n s ta n te de Fj.anck y K l a de B oltzm ann. E l f a c t o r g , en l a e c u a c id n rA 2], r e p r e s e n t s e l peso e s t a d f s t i c o o d e g e n e ra c i5 n d e l n iv e l i . -2 9 8 - KI La ap lica c i(5 n d e l program s d e s a r r o l la d o p a ra l a o b te n e i^ n de l a s v i ­ das m édias de n iv e le s at<5micos con c o n s id e ra c id n de l a s t r a n s i c io n e s t ^ r - micam ente in d u c id a s a l c â lc u lo de l a s v id a s m édias de l o s n iv e le s c o n o c i- dos de n C 10 d e l K l, u t i l i z a n d o l a s p ro b a b il id a d e s de t r a n s i c i5 n c a lc u la das en e s te t r a b a jo ( Ap^ndice I I ) , p ro p o rc io n a l a s a l i d a in c o rp o ra d a en — l a p a g in a s ig u i e n te , cuya ü l t im a colum ns in d ic a , en nanosegundos, l a v id a m edia 7* de l a e c u a c id n fA 2]. NIVEL EMEPOI.O T TB T-"- ___ — — — — — — — —— — — — — — _ _ _ _ _ _ _ — --------------- i. 13 1 /2 0 O'I' 0 . 0 O ̂ --- 53 1/2 2 1026 55 1 6. 33 .1 1 /2 27150 63 3 0 .0 6 33675.37 33 1 73 1/2 30271 23 165.70 6651 .06 16 1 67 5 33 1 /2 31765 37 27 7 .1 0 3733 .73 253 & 33 1 /2 32613 35 130 .03 3321.16 330 7 103 1 /2 22 623.31 3153.16 532 01 3 IP 1/2 12335 17 26 . 3 3 -M- -t- 26 33: 3 IP 3/ 2 13012 S3 26. 55 10 5P 1 /2 21701 33 113.63 137613.51 113 66 11 5P 3 /2 21720 11 115.37 133311.53 115 31 12 6P 1/2 23333 27 237 .61 13575.16 231 67 13 6P 3 /2 23007 71 27 3 .7 2 15251.61 271 63 11 7P 1/2 31063 30 5 30 .3 6 1333 .76 173 35 15 7P 3 /2 31071 10 51 5 .3 6 53 30 .22 171 10 16 3P 1/2 32227 11 3 1 5 .3 3 3713 .33 633 62 17 SP 3 /2 32230 11 3 2 2 .2 5 1535.36 636 07 13 3P 1 /2 32310 21 î 236 .36 3 603 .50 320 31 13 ?P 3 /2 32311 31 1203.77 1163 .75 313 03 20 lOP 1/2 33110 23 1710.66 1303 .50 1221 03 21 lOP 3 / 2 - -------4467. 01 555 5 .20 1232 26 22 3D 5 /2 21531 63 10 .37 15312030.36 lo­ 37 23 3D 3 /2 21536 33 3 3 .3 5 11663713.72 s s 35 21 1D 5 /2 27337 03 23 5 .07 17133.37 233 37 25 10 3 /2 27333 15 23 0 .33 17533.06 273 23 26 50 5 /2 30135 71 57 1 .07 11236.52 531 31 27 50 3 /2 30135 71 57 6 .0 5 11701.13 551 33 23 60 5 /2 31635 33 72 5 .7 3 3533.31 663 23 23 60 3 /2 31636 15 73 1 .3 2 3326.11 677 32 30 70 5 /2 32533 30 33 6 .12 7215 .26 737 13 31 70 3 /2 32538 13 30 7 .17 7331 .15 307 32 30 5 /2 33173 12 1116 .75 7233.11 363 15 33 30 3 /2 33173 23 1131.06 72 31 .3 2 373 01 31 30 5 /2 33572 06 1332.37 10031.63 1223 60 35 30 3 /2 33572 11 1103 .72 33 33 .33 1233 31 36 lOD 5 /2 33351 55 1333.32 15216.26 1631 23 37 100 3 /2 33351 53 1313.20 11013.05 1 633 15 33: 1F 5 /2 23127 35 53 .71 3 3736 .33 53 70 33 1F 7 /2 23127 35 5 3 .7 3 31106 .36 53 63 10 5F 5 /2 30606 73 103.53 22520 .53 103 06 11 5F 7 /2 30606 73 103.56 21307 .66 103 02 12 6F 5 /2 31353 17 130.70 30611 .37 173 61 13 6F 7 /2 31353 17 13:0. 61 23023 .60 173 52 11 7F 5 /2 32761 30 2 73 .3 0 21511 .33 276 15 15 7F 7 /2 32761 30 2 73 .1 3 23511 .35 275 31 16 3 F 5 /2 33231 10 110 .17 21727.61 103 76 17 3F 7 /2 33231 10 110 .23 23721 .35 103 31 13 3F 5 /2 33652 32 577 .16 23213.61 565 33 13 3F 7 /2 33652 577.21 27 031 .52 565 17 50 10 F 5 /2 33310 12 731 .6 5 67131 .27 775 63 51 10F 7 /2 33310 12 7 31 .30 61361 .23 771 13 52 50 7 /2 30617 31 231 .73 27503.31 223 35 53 50 3 /2 30617 31 2 31 .7 3 27131 .70 223 35 51 60 7 /2 31360 30 333.31 66373.61 331 01 55 60 3 /2 31360 SrC) 3 3 3 .1 3 63731.30 330 77 6N 3 /2 31360 60 5 35 .63 11062.73 63 6F! 1 1 /2 31360 60 535 .5 2 12527.23 537 23 - 3 0 0 - K II La a p lic a c i(5 n a l c é lc u lo de l a s r id a s m édias de l o s n iv e le s eonocidos de n ^ 10 d e l K II d e l p rogram s d e s a r ro l la d o p a ra l a o b te n c i5 n de e s to s p a - râm e tro s de l o s n iv e le s a tdm icos con c o n s id e ra c id n de l a s t r a n s i c io n e s t ë ^ micamente in d u c id a s , u t i l i z a n d o l a s p ro b a b il id a d e s de tra n a lc id n c a lc u la d a s en e s te t r a b a jo (A pendice I I ) , p ro p o rc io n a l a s seLLidas in c o rp o ra d a s en l a p ag in a s ig u i e n te , cuya d lt im a colum ns t ie n e e l mismo s i g n i f i e ado in d ic a d o p a ra l a t a b l a de l a p a g in a a n t e r i o r . Como se j u s t i f i e s en l a secci<5n 6 .2 - de e s t a Memoria, l a i n f lu e n c ia de lo s f o to n e s t^ rm ic o s a m b ie n ta le s so b re - l a s t r a n s i c io n e s e n t r e n iv e le s e n e rg ^ t ic o s ta n d i s t a n t e s como lo s d e l d ia ­ grams d e l K II es i n s i g n i f l e a n t e en to d o s lo s c a s o s . - 3 0 1 - J DEL TERMINO "PADRE' 1/2 NIVEL ENEROIA T TD T?j 1 3P < 1/2) 0 0. 00 0 .0 0 0 .0 0 0 .0 0 2 IS ( 1 /2 ) 0 165119.50 3 13 ( 1/2) 1 166161.50 1 . 31 1.31 1 53 < 1 /2) 0 211727.00 1 . 5 1 1.51 5 53 ( 1 /2) 1 215019.30 2. 19 6. IP { 3 /2 ) 1 139213.70 3. 16 7 IP ( 3 /2 ) 139661.70 3. 51 *<•■«■«■--• 3 .51 3 IP ( 1 /2) 1 190131.30 7 .61 ■? IP ( 1 /2) 0 191776.10 1.31 10 ID ( 3 /2 ) 1 223121.10 0. 19 J DEL TERMING "PADRE" 3 / 2 NIVEL ENEROIA Ï TB T^ 1 3P ( 1 /2 ) 0 , 0 . 0 0 0 . 0 0 0 .0 0 0.00, 2 13 ( 3 / 2 ) 2 1 6 2 5 0 7 .0 0 0 . 13 < 3 / 2 ) 1 1 6 3 2 3 7 .0 0 1 . 734**f*f 1. 73 1 53 ( 3 / 2 ) 2 2 1 2 5 7 5 .5 0 1. 7 9]* 1. 79 5 53 ( 3 / 2 ) 1 2 1 2 9 9 2 .9 0 2. 13 6 IP ( 1 /2 ) 1 1 8 3 2 0 3 .1 0 10. 15 7 IP ( 5 / 2 ) 3 1 3 6 3 3 3 .5 0 7 .7 3 3 IP ( 5 / 2 ) 2 1 3 6 6 3 5 .6 0 7. 2 5 ^ - ^ f t f t ]*;-!- 7 .2 5 9 IP ( 3 / 2 ) 1 1 3 7 5 3 1 .1 0 6. 61->̂ -̂*FfF-ttftffft->tftft-:‘F-> 6. 61 10 IP ( 3 / 2 ) 2 1 3 3 1 5 1 .1 0 6 .0 1 11 IP ( 1 /2 ) 0 1 3 9 7 7 2 .0 0 5. 5 .2 6 12 3D ( 3 / 2 ) 0 1 6 3 1 3 6 .3 0 0. O0^^-:Ff^ftftftfi-ftftftf<.*ftftftftftft*ftftft:t^^ 13 ■3D ( 3 / 2 ) 1 1 6 1 1 9 6 .1 0 0 . OS-S' '̂FftftftftfçJtftftff.f!- 0 . 0 5 11 3D ( 3 / 2 ) 2 1 6 1 9 3 2 .3 0 0 . 00 * fF fF ft ft ft f. ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft 15 3D ( 7 / 2 ) 3 1 7 0 3 3 5 .1 0 0 . 0 0 -fF ft ft At ft ft ft ft ft ft ft ft ft ft At ft At ft ft ft ft ft ft .-t At ft 16 3D ( 5 / 2 ) 2 17 1 5 2 6 .3 0 0 . 0 0 ft ft ft ff-ft ft ft ft ft f̂ ft ft ft ft f.. ft ft ft ft At ft ̂ 17 ID ( 1 / 2 ) 1 2 1 5 1 0 1 .9 0 0 . 62-:F ft ft ft ft ft ft At ft ft ft ft ft 0 .6 2 1 ID ( 3 / 2 ) 2 2 1 5 3 5 5 .3 0 3 . 0 3 ft ft ft ft ft At ft ft ft ft ft 3 .0 3 19 ID ( 7 / 2 ) 2 2 1 7 7 2 6 .1 0 3 .1 1 0 .0 0 3 . 11 20 ID ( 5 / 2 ) 6: 2 1 9 1 9 6 .2 0 3 .3 7 0 .0 0 3. 37 APEHDICE IV P u r i f i c a c i^ n de m e ta le s a lc e d in o s por d e s t i l a c i ^ n m o le c u la r - 303- PÜRIFICACIOM DE LETALES ALGAIiIgOS POR DESTIIiACIOH MOLECüIiAIl En e l p r e s e n ts Apendice se rec o g e un t r a b a jo (289) r e a l iz a d o como con t r ib u c id n a l a la b o r d e l Grupo a l que p e r te n e c e e l a u to r de l a p r e s e n ts lle_ raoria d e l que e s opo rtuno d e j a r una in fo rm a c id n d i r e c t s a q u f , te n ie n d o en c u e n ta l a im p o r ta n c ia que lo s c r i t e r i o s y m edios de p u r i f i c a o i6 n de lo s t a i e s a l c a l in o s t ie n e n en todo t r a b a jo que se haga con e l l o s y que , desde lu e g o , han te n id o en l a p a r te e x p e r im e n ta l d e l d e s c r i to en e l l a . - 304 - PURIFICACION DE METALES ALCALINOS POR OESTILACION MOLECULAR A. MARTIN Sacciôn d# Ffsica Atàmica y Molecular de la Junta de Energfa Nuclear /ttabkto ê t t7 d ê •«ril dm 197» Vmnidit dmftnitin ml 38 dm junio dm 1978 RESU M EN .—8 n «i p re ie n te tn b a t e /?jrr*P„b [*I slando k la constants da Boltzmann, T la tamparatura absoluta, r al radio molecular (an cm), y Ppb la praslon (an pbar) (23), par io qua la saparaciôn mdxima para qua sa produzca dastllaciôn molaeular aumantari, an princi- pio, al disminuir la praslon, paro no Indafinidamanta, puasto qua al «facto colisional dal gas residual sobra al racorrido libra medio da las molécules llega a sar daspra- ciabla franta a la prasiôn da vapor da la substancia qua dastila. - 305 - Lj veiocidad d# tvaporaciôn ideal en un tat proceio irreversible viene dada por la exprestôrt de Langmuir: ftA\' 5,83 10-' Pv( = 121 donde m es la cantldad de substancia evaporada en g r * 'e m -* , M la maaa molecular y Py la presiôn de vapor (en torr) de la substancia en cuestlôn a le tempera* tura abaoluta T (24). La velocidad de condensacién, por su parte, aumenta al disminuir la temperature del ctmdensador, dependiendo en definitive la velocidad de dastllaciôn del gradiente de temperature entre las superficies de evaporaciôn y conden* saciôn. Las dos acciones tendantes a aumentar la velocidad de dastllaciôn, la aproximaciôn de las superficies en que tienen lugar los cambios de fase y el aumento del gradien­ te de temperature entre elles, se llmitan muiuamente, sin embargo, por lo que te hece necesario establecer un com* prom iso entre ambes. En general, se llega a le conclusiôn confirmada por la experlencia de que la distancia entre las superficies deJa de ter un factor importante cuando es inferior a) recorrido libre medio de las moiôculas (11, debiendo establecerse como temperature de evaporaciôn la mayor compatible con la estabilldad de la substancia, y en todo caso superior a equella a la que corresponderfa como presiôn de vapor la presiôn residual en el reducto de la dastllaciôn (condldôn sIn la cual no cabria h abler de verdadera destilaciôn molecular, por la influencia de las colisiones con las moléculas de este gas residual), y como temperature de condansaciôn la mës baja posible. compa­ tible con el estado si la condansaciôn te desea realizar al liquide*. En cu>‘ lia*ta al m o m an to d a la ax p a rian d a , R v a c d o n a con *1 Ny dai aira. L v raactiv idad da lo t rrratalat alcalino t au m a n ta co n tu ndm aro a tttm ieo . C uando laa axparianeiaa aa raalizan oon m atalaa c u y a tu p a rf ld a n e aa té o a rfae tam an ta llm plA la pal feula d a dx idoa q u a , ju n te co n loa m ataly* a lca lin o té rra te y al Hz cona tituyan laa Im purazaa principaiaa d a aatoa m atalaa (261. uniria a la d ilararrcla d a tam para- tu ra q u a praaum ib lam an ta daba d a h ab a r a n tra d ax ta rio r dai daa tiiador (d o n d a aa an e u an tra *1 tarm opar l y la tu p a rf ld a dai m atal 1* J t l ) paraca im pad ir la fu tid n afaethra d u ra n ts la p rim era ataiM . Ilbaréndoaa rsp a n tin a m a n ta al H , an al eurao da la d a a d iv d d n , lo q u e ta m an ifla tts an un au m a n to b ru tc o d a la praaidn pocoa m om antoa antaa d a oom anzar la condatrtacidn m atélica an Isa parada* da la am p d ia* , qu e ta eom plata an uiw a tra in ta m inutoa. La praaidn vualva a datcarrdar a t u valor m fn im o , q u e rto ta vualva a tu p ara r. C o m p la tad a ia d e td lae id n , ta in tarru m p a la calafaocidn dai daatiiador. m an tan ia n d o la dai eondanaador p a ra apan tallar al vapor rsaidual. La in tre d u c d d n dai gaa am ortiguador com ianza p o r al v a d a d o d a todoa loa co n d u c to t q u e unan au b o ta ll* co n al t i tta m a . co n la llava dai m difulo d a daatilaeidn ca rrada . p a rs daapuéa Ir ab riando , b a jo vacfo d iném ico . u n a " fu g a " eo n tre la d a a travéa d a la vélvula da aguja d* acea to dai gaa am ortiguador: cu a n d o la capaeid ad d a bom b ao dai t i tta m a d a vacfo équilibra ap rox im adam an ta a la fuga d a lib a rtd a m an ta in t ro d u d d a . ta d a r r s la Hava dai m d d u lo d a aco n d ld o n am len to , parm itlan d o qu* bajo a lla ta alcanea la praaidn qu e t a da ta*, q u e an n u a t t ra t axparianc ia t h a tid q d a 1 y M to rr. Entonoaa. co n la p ra tid n a tta d o n a ria . aa procéda al la llad o dai tu b o d a cobra co n laa tan a ia a O arvB rand . El Rio e o r ta n ta da cobra qu e d aja aata aaltade p u ad a " m a ta n a " co n raaina t in té t ic a . con lo q u e , al tlarttpo, ta fo rta isca al talio , E tta ta h a m oatrado p a rfac tam an ta aatanoo an ttxfa* laa ocaahmaa. - 303 - 4 «Mywjk oc MMU — UNC* ot 'ttao — MJMCNIMMH fL C C rm O I — s«(u*. (X TfmoH Pigun 4 O ia g n tn t d a b lo q u â t da ta in tta ia c ià n . En «I d H ti l id e r qiMrtan l a ettea tm da 6*ldo# o u * r i e u l j r f a l a i r o x a da m « a l ’■niroduei'fr* I n ta c ta , h t ia e a , y q u * a d *«m q . ro n a n an c a n la * ' «I a g i ia i ia . Eat* r a id u o , e o n u tw ld o por l a im p u ra z a n o v o l t t i l a M m ata i, n o daba mioonar n inqûn Incom e- n ia m e (y an n u a t r o eaae n o lo h a t id e l , p u a m q u a mwnca a v o la tH la ré n ni com tainarln co n «I m atal p u re , p a re il a d a a a d lm ln a rlo aa p a l b i a tin m ta q u * in te rc a la a t e al daa tiiador y la im o o lla un tram o da c o d e a lla W a i lm l l a ai eondanaador, q u a d f b a r i a n to n c a m a n ta n a ra d u r a n a la daatilaeidn a la m iam a tam p a ra tu ra qua al d a t i la d o r . a Un d* av itar q u a al m atal toUdHI* q u a an aua p a r a d a lin d ca n za t la a m p o lla PONCLUSIONES Sa ha datarrollado un aparato para la purtficaciôn por daatilaeidn molaeular da matalaa alealinoa, qua ta eonatri- flan an attado puro antre doa zonas cailantaa: al daatiiador y una pantalla térmica. La daatiiacidn ta realiza baio alto vaclo dinémico, y el retlucto donda ta recoga el matai puro puada lallarad con vidrio o cobre. Es da gran Importancia para el curso de la destilaciôn el estado da la tuperficia dai matai a dattilar, ya que si présenta pal feulas da ôxifjo, éstas controiarén ia velocidad y el désarroi io del proceso. Sata d a p â tito t a r i m ia o manaa • tp ae u la r taq û n laa m ia o m an o t p u lvaru lan te , lo q u a dapanda d a la vaiocidad inicial da d astllaciôn y dai grado d a v ac lo ax ittan t* 12). El prlm ar m atai d a stilad o e a n c u a n te an b aia p ro p e re iô n ra tp a e to dai gaa residual, p a r lo qua p u ad a oeaaionar paquaüoa d apô titoa co lo rsa d e t an laa to n as mta t r ia i a irragulara i d* la am polla, da acuardo co n Kroll 121. Li eficacie de le purilfceciôn. presumible por la consi­ derable diferencia entre las pretiones de vapor a todas las tamparatura* de lot metales alcalinos y de sus Impurezas habitualas (metales alcalinotérreos, carbono, hidrôgeno y oxigenol, que impide destilar a los metales alcalinotérreo* y al carbono y condenser al hidrôgano y al oxigeno, unicte a laa dlferentas températures de destllaci&t de lot propios metales alcalinos (tabla I), que divergen al disminuir la presiôn (fig. 1), te ha conflrmado espectroscôpiuamente, al obtanerse resultados muy tatisfactories en la meditla de las vidas médias de los estados atômioos excitados de lot metales purificados por atte procadimianto, tiendo asf que estos parémstros ta van féciimente modificados por ia detexcitaciôn no radiative por collsiôn con itomca ex­ trados. RECONOCIMIENTO Agradezeo al doctor J. Campos tu vaiiosa ayuda en la diraceiôn general dsl trabajo. y especialments en tus orien- taclones inidales y tugerencias al taxto. ■IBLIO Q ItA EIA E .W .M . PAW CXTT, J. Am . Cham . Ind.. S I , 4 3 119391. W. A K R O L L . Trens. f/ac trocD am . Soe., 1 2 . S71 ( I M S ) . R . P. H E N R Y . "Cowaa da adança a t tathnipua du vW a" La VIOs, 1 4 0 (1 9 6 9 1 . H. H. K A V A R A N A . Indian Cham. Utr.. 11 (7 ), 1 3 1 1 9 7 3 ). A. A BhSr, S raM nlus 'Z . A nN . Chant.. Z7S M! 781 (19791. H . IN O V I, JS pan Koka! T4 f t . t I S 119741. Y . TO ZU K A . Japan. Kakat 74 73. 103 (1974). A. S A S U L IS a n d P. K. 9 H IP S IE K . U.S. 3 , 702 . 7 6 2 (19721. I . A. A O R A N A T, V . I. lA SM K IR O V , R . O . SA R U K H A - NOV a n d V . I. K H A RITO N O V , O tk ry tiy s . IzoOrvt., P rom . O breztsy , T ovarnya Z naU , 8 2 (81. 8 8 (1979). S. P. A W ASTHi, A S A N N ilR a» R . V IN O O T, V ida, 24 1141), 190 119691. H . NAKAOAW A. Y u k a f k u . 18 181, 2 87 (1907). A. W. 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T U R N 8U L L , Vacuum. 8 , 131 (1987). 10. 11. 11 11 14. 19. 16. 17. 18. 19. 21 21. 21 21 24. APSriDICE V In te n s id a d e s c o r re g id a s de l a s I f neas de lo s e s p e c tro s E l y K II - 310 - IirTSIIoIDADES DE LAS LlilEAS DSI ESPECTRO DEI KI Y DEI K II En l a t a b l a que s ig n e se r e c o g e n l a s in t e n s i d a d e s r e l a t i v e s de to ­ d as l a s I x n e a s d e l e s p e c t r o de e m is i5 n d e l p o t a s io e n t r e 300 y 630 nm t r a s e x c i ta c i( 5 n p o r e l e c t r o n é s de 38 e V de e n e r g x a . E s ta s i n t e n s i d a d e s se h an - o b te n id o p o r c o r r e c c id n de l a s a l t u r a s de l o s p ic o s d e l e s p e c t r o de l a f i ­ g u ra 40 p o r l a s e n s ! b i l i d a d e s p e c t r a l d e l f o to c a to d o em p leado e n su m edide y se e x p re s a n en u n id a d e s a r b i t r a r i a s . X (nm) T ra n s ie i6 n E sp eo tro 344 4d ( 5/ 2 )2 - 4 p '( l / 2 ) ^ 18 I I 345 ^ ^ 1 /2 ,3 /2 " ^ ® l/2 84 .......... - I ------ 353 4 p '( l / 2 ) ^ - 4 s ' ( l / 2 ) ^ 30 I I 355,5 4d ( 7/ 2 ) J - 4 p '( 3/ 2)2 12 I I 368 4 p '( 3/ 2 )2 - 4s ( 3/ 2 )2 6 I I 381,5 5s ( 3/ 2)2 - 4p ( 5/ 2 )^ 4d ( 3/ 2 )2 - 4 p '( 3 /2 ) g 28 I I 389,5 4p ( 3/ 2 )2 - 4s ( 3/ 2 )2 41 I I 400 4 p ’ ( l /2 ) . , - 4 s ’ ( l / 2 ) ^ 7 I I 403 ,5 4 p '(3 /2 ) ^ - 3d ( 1/ 2 )., 60 I I 404,5 ^ ^ 1 /2 ,3 /2 " ^ ® l/2 136 I 409 5s ( 3/ 2 )2 - 4p ( 3/ 2 )2 6 I I 411 ,5 4p ( 3/ 2 )^ - 4s ( 3/ 2 )^ 23 I I 413,5 4p ( 5 / 2)2 - 4s ( 3/ 2)2 27 I I 415 4 p '(3 /2 ) ^ - 4 a ' ( l / 2 ) ^ 13 I I 418 ,7 4p ( 5/ 2 )^ - 4s ( 3/ 2)2 94 I I 422 ,5 4p ( 3/ 2 )2 - 3d ( 1/ 2 )., 4 p '( l / 2 ) ^ - 4 s ' ( l / 2 ) . | 36 I I -311- A (nm) T ra n s ie id n II ... E sp ec tro 426,5 4p ( 5/ 2 )2 - 4s ( 3/ 2 )^ 42 I I 430,7 4p ( 3/ 2 )2 - 3d ( 3/ 2 )2 7 I I 431 4 p '( 3/ 2 )2 - 4 s '( 1 /2 ) ^ 60 I I 434,5 4p ( 3/ 2 )^ - 3d ( 1/ 2 )^ 6 I I 439 4 p '(3 /2 ) ^ - 4s* (1 /2 )^ 27 . I I 461 4p ( 3/ 2 )2 - 4 s ' ( 1/ 2 )^ 20 I I 480 «"■>5 /2 - * S / 2 8 I 483 4p ( 1/ 2 )^ - 4s ( 3/ 2 )2 51 I I 487 - ^ % / 2 36 I 4p ( 5/ 2 )2 - 4 s ' ( 1/ 2 )^ -- I I "—494,5 j j 4 95 ,5 ’ °"® i/2 - '‘" V a 42 I 4 9 6 ,5 ^ % / 2 - ^ ^ V 2 51 I 5 0 0 ,7 4p ( 1/ 2 )., - 4s ( 3/ 2 )^ 8 I I 506 4p ( 1/ 2 )^ - 3d ( 1/ 2 )^ 7 I I 5 08 ,5 33 I 51Ô ^^® l/2 - *^^3/2 5 1 1 ,5 ' / S / 2 - " '^ 1 /2 ^ S / 2 - / S / 2 68 66 I I 533 ® ^1/2 ■ * ^ 3 /2 ,1 /2 50 I 5 35 ^ '« 3 /2 - ‘* \ / 2 107 I 5 37 ^ S / 2 - ^ \ / 2 128 I 579 5 8 0 ,5 582 584 ~ ' \ / 2 - ^^^1 /2 ^^^1/2 - ^^^3/2 ^ ' " 3 /2 - • ^ \ / 2 ^^^5/2 - ^^^3/2 106 159 92 166 I ■j 'IÎLIOTE