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Física Atômica e Molecular Experimental alvos × agente ionizante e de excitação instrumentação experiência × teoria ? física básica e multidisciplinar.

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1 Física Atômica e Molecular Experimental alvos × agente ionizante e de excitação instrumentação experiência × teoria ? física básica e multidisciplinar

2 Física Atômica e Molecular Experimental Temas Motivação Alvo (amostra) : objeto de estudo, e área de interesse Átomos Moléculas Projétil : sonda por interação Excitação do alvo Ionização do alvo Objetivo Estrutura Níveis Cinemática, Distribuições de energia dos estados Dinâmica Estado dos alvos Gás, efusivo, supersônico Condensado, implantado em matrizes frias Líquido, sublimação, eletrospray tipos de interação massa carga canais de reação energia incidente energia transferida, temperatura Parâmetros de interesse e de análise Instrumentação técnicas experimentais arranjos experimentais dedicados Resultados Física básica e multidisciplinar Validação de Modelos teóricos Gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe) Metais, elementos de compostos relevantes na bioquímica, astroquímica, biologia, ecologia, medicina (Li, Zn, Cr, K, As, Fe) Moléculas diatômicas, (H2, N2, O2, Li2, C2) Moléculas pequenas, H2O, CO, CO2 Moléculas orgânicas e inorgânicas (MIE, atmosféricas, RNA, DNA, proteínas c/ Massa: íons leves: elétrons (beta) e íons pesados: protons (massa= 1u, de várias u) alfa s/Massa: fótons. Laser, raios-X (moles ou duros), gamma, radiação syncrotron VUV, UV, lampadas de H, He) fontes radiativas, Co, Cs, Am s/Carga: fótons e neutro Z=0, c/ Carga vestidos, Z>Ze nus (Z=Ze), positivos e negativos Interação: partículas carregadas (coulombiana, espalhamento, excitação, ionização), fótons (ondas, absorção, excitação, fotoelétrico, compton), estabilidade, formação ou destruição de moléculas, danos por irradiação Estrutura atômica, orbitas de valência externa ou interna, orbitais do caroço Estrutura molecular, orbitais moleculares, de valência ou do caroço densidade eletrônica Níveis: fundamental, excitados, vibracionais, rotacionais, eletrônicos, ionização, potenciais dos atómos e moléculas, raios atômicos, interatômicos Distribuições de energia: térmicas, intrínsicas, (eV) temperaturas (K) Cinemática, velocidade ou momentum de propagação (longitudinal,transversal), Dinâmica do alvo: reação, ionização fragmentação, associação, reaaranjo, fluorescencia e emissão auger (emissao de fotons e elétrons) Dinâmica do projétil: ionização direta, captura perda de elétrons pelo projétil, emissão radioativa, fenômenos de ressonância (espalhamento) Linguagem para cada tipo de estudo em física atômica e molecular

3 Física Atômica e Molecular Experimental Átomos Moléculas

4 Física Atômica e Molecular Experimental Fonte de íons + Acelerador Linha de feixe = sistema de vacuo + sistema de deteção + sistema de processamento Sistema de colisão: íon pesado + átomo ou molécula

5 Física Atômica e Molecular Experimental : íons leves: elétrons canhão de elétrons, fonte ou produção de de positrons Linha de feixe = sistema de vacuo + sistema de deteção + sistema de processamento + técnica TOF Sistema de colisão : e- ou e+ + átomo ou molécula

6 Física Atômica e Molecular Experimental

7 Física Atômica e Molecular Experimental fótons Linha de feixe = sistema de vacuo + sistema de deteção + sistema de processamento + técnica TOF/MS, XAFS, NEXAFS, XPS Sistema de colisão : fóton + átomo ou molécula Lista lateral e superior

8 Física Atômica e Molecular Experimental

9

10

11

12 XRF, PIXE, PIGE

13 Física Atômica e Molecular Experimental RBS, RFS, ERDA

14 Física Atômica e Molecular Experimental n 1997, it was predicted 1 that an electronically excited atom or molecule placed in a loosely bound chemical system (such as a hydrogen-bonded or van-der-Waals- bonded cluster) could efficiently decay by transferring its excess energy to a neighbouring species that would then emit a low-energy electron. This intermolecular Coulombic decay (ICD) process has since been shown to be a common phenomenon 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, raising questions about its role in DNA damage induced by ionizing radiation, in which low-energy electrons are known to play an important part 13, 14. It was recently suggested 15 that ICD can be triggered efficiently and site-selectively by resonantly core-exciting a target atom, which then transforms through Auger decay into an ionic species with sufficiently high excitation energy to permit ICD to occur. Here we show experimentally that resonant Auger decay can indeed trigger ICD in dimers of both molecular nitrogen and carbon monoxide. By using ion and electron momentum spectroscopy to measure simultaneously the charged species created in the resonant- Auger-driven ICD cascade, we find that ICD occurs in less time than the 20femtoseconds it would take for individual molecules to undergo dissociation. Our experimental confirmation of this process and its efficiency may trigger renewed efforts to develop resonant X-ray excitation schemes 16, 17 for more localized and targeted cancer radiation therapy


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