Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver e aplicar um método teórico e computacional eficiente para o estudo quântico não-relativístico de colisões atômicas e moleculares. O métodoé baseado no formalismo variacional da matriz R e no método do elemento finito para expansão da função de onda em termos de um conjunto finito de funções de base locais, que apresenta como vantagem a possibilidade do desenvolvimento de um algoritmo de inversão de matrizes que reduz significativamente o tempo computacional no cálculo da matriz R. Calculamos o comprimento de espalhamento para a colisão elástica entre osátomos de rubídio e césio, e as probabilidades de transição no processo colinear H + H 2 −→ H 2 + H. A eficiência da metodologia utilizada foi avaliada comparando nossos resultados com diversos outros previamente publicados na literatura.
Palavras-chave: Elemento Finito, Matriz R, Colisões Atômicas e Moleculares
IntroduçãoO estudo do processo de colisão entreátomos e moléculasé fundamental para o entendimento de um enorme conjunto de fenômenos que englobam desde a química atmosférica e o processo de combustão química até fenômenos que ocorrem em meio estelar ou em gases ultrafrios. Ao contrário de sistemas ligados onde as partículas do sistema estão restritas em uma região do espaço, em processos de colisão as partículas do sistema estão livres para se propagar em toda a região do espaço de configurações e não busca-se determinar as energias, que assume valores contínuos ao invés de discretos, sendo agora uma condição inicial do problema. Neste caso deseja-se obter as quantidades físicas assintóticas como seção de choque e probabilidades de transição.Nosso objetivo nesse trabalhoé desenvolver e aplicar um método teórico e computacional eficiente para o estudo quântico não-relativístico de colisões atômicas e moleculares. O métodó e baseado no formalismo variacional da matriz R para estados não ligados, que será apresentado na seção 2. Também empregamos o método do elemento finito (MEF), a ser apresentado na seção 3, para expansão da função de onda em termos de um conjunto finito de funções de base locais, que possibilita o desenvolvimento de um algoritmo de inversão de matrizes reduzindo significativamente o tempo computacional no cálculo da matriz R. As aplicações são apresentadas na se¸cão 4 onde calculamos o comprimento de espalhamento da colisão fria entre o Rubídio e o Césio. Adicionalmente, calculamos as probabilidades de transição, para a reação colinear H + H 2 −→ H 2 + H.