원자가 고 에너지 전자에 의해 닿을 때, 전자는 에너지를 원자의 전자로 전달하여 이온화 될 수 있습니다. 이온화 에너지는 원자에서 자유롭게하기 위해 전자로 전달되어야하는 최소 에너지입니다.
원자의 이온화 에너지는 많은 원소에 대해 실험적으로 측정되었지만 이러한 측정은 어렵고 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 따라서 이온화 에너지를 계산하기위한 이론적 방법은 극단적 인 환경에서 원자와 분자의 특성을 이해하기 위해 필수적이다.
버클리 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구원들이 개발 한 새로운 방법은 밀도 기능 이론 (DFT)으로 알려진 양자 역학적 접근법을 기반으로합니다. DFT는 재료의 특성을 계산하는 데 널리 사용되는 방법이지만 일반적으로 다른 방법보다 이온화 에너지를 계산하는 데 덜 정확했습니다.
연구원들은 이온화 된 전자의 파도를 나타내는 새로운 방법을 개발함으로써 이러한 한계를 극복했습니다. B-Spline 방법으로 알려진 수학 기술을 기반으로하는이 새로운 표현은 핵 근처의 전자 운동에 대한보다 정확한 설명을 허용합니다.
연구원들은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤을 포함한 다양한 원자에 대한 새로운 방법을 테스트했습니다. 그들은 그들의 방법이 이전 DFT 방법보다 더 정확하다는 것을 발견했으며, 어떤 경우에는 계산적으로 더 비싼 더 정교한 방법을 능가했습니다.
새로운 방법은 플라즈마의 이온화 과정 연구, 별의 대기 및 성간 방사선과의 원자의 상호 작용을 포함하여 고 에너지 물리학 및 천체 물리학에서 다양한 응용에 유용 할 것으로 예상된다.
