Silikon Atomunun X-ışını Bölgesinde Foto Soğurma Tesir Kesitinin Hesaplanması

Abstract

Astrofizik uygulamalarda, yüksek-çözünürlüklü X-ışını spektroskopinin asıl amacı uzaydan gelen ışınlarda yer alan soğurma çizgilerinin tespiti ve tespit edilen çizgilerin özelliklerinin modellemeler kullanarak belirlemektir. X-ışını bölgesindeki gözlemlenen soğurma çizgilerinin kaynağının büyük bir çoğunluğu atomların iç kabuklarındaki foton elektron etkileşmesidir. Spektroskopi gözlemlerinin modellenmeleri ve yorumlanabilmeleri soğurmaya sebep olan atomlara ait foto soğurma tesir kesitlerinin ulaşılabilir olmasına bağlıdır. Bu tür gözlemlerin modellenmesinde sıklıkla başvurulan kapsamlı çalışma Serbest-Parçacık yaklaşımı çerçevesinde yapılmıştır. Bu tesir kesitleri geçmişte elde edilen düşük-çözünürlüğe sahip gözlemlerin modellenmesi amacı için yeterli olmuştur. Serbest-Parçacık yaklaşımı ile hesaplanmış tesir kesitlerini kullanan X-ışını soğurma modelleri, Chandra X-Ray Observatory ve Avrupa Uzay Ajansına ait X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) uydu teleskoplarının sunmuş olduğu yüksek çözünürlüğe sahip yüksek-çözünürlüklü spektroskopi gözlemleri için yeterli değillerdir. Bunun sebebi bu tesir kesitleri yüksek çözünürlüklü spektroskopi için ayrıca büyük önemli olan 1s-np geçişlerine ait soğurma etkilerini içermemeleridir. X-ışını bölgesinde atomların tesir kesitleri deneysel olarak istenilen seviyede yüksek çözünürlüklü ölçümleri çok zordur. X-ışını bölgesinde silikon atomunun istenilen nitelikte tesir kesiti için deneysel bir ölçüm veya herhangi bir teorik çalışma literatürde mevcut değildir. Bu projede silikon atomunun X-ışın bölgesinde foto soğurma tesir kesitini son-teknoloji Rmatrix metodu kullanılarak teorik olarak hesaplanmıştır. R-matrix metodu daha önce oksijen, neon, karbon ve magnezyum atomların için tesir kesitlerinin hesaplanmasında kullanılmış ve bu sonuçlar astrofizik modellemelerde kullanılmıştır. Ayrıca bu çalışmalardan elde edilen tesir kesitleri astrofizik modellemelerinde kullanılan XSTAR, CLOUDY ve ION gibi önemli X-ışını spektroskopi modelleme programlarına entegre edilmişlerdir. Astrofizik modellemede Rydberg rezonanslarına ait soğurma tesir kesitlerinin hassasiyetle bilinmesi ayrıca önemlidir. Bu rezonansların genişliklerinin doğru şekilde tayin edilmesi için büyük öneme arz eden İzleyici Auger Genişleme etkileri hesaba dâhil edilmişlerdir. Yakın zamanda silikon atomunun K-kabuğu soğurma bölgesine karşılık gelen astrofizik modelleme çalışmaları silikon atomunun kristal yapıda toz parçacıkları halinde var olduğu bulunmuştur. Silikonun atom halinde var olup olmadığı konusundaki yapılacak astrofizik modellemelerde bu projeden elde edilen sonuçların kullanılması ile mümkündür.