O estudo da aniquilação de pósitrons em ambientes moleculares e sua relação com os modos vibracionais de moléculasÉrika Sathie TakatsukiPETSergio d’Almeida Sanchez

Introdução/Objetivos:Toda vez que a matéria encontra a sua respectiva anti-matéria, ocorre o processo de aniquilação, comemissão de radiação gama. Esse é um dos fenômenosimportantes que podem ser observados em um processode colisão de pósitrons (antipartícula do elétron) pormoléculas. O objetivo deste trabalho foi observar osexperimentos de aniquilação de pósitrons em ambientes moleculares e sua relação com os modosvibracionais da molécula.

MétodoNeste trabalho, foi estudada a teoria de vibraçõesmoleculares e de física atômica e molecular para poderrealizar os cálculos de modos vibracionais de moléculas.Para tal, usamos o programa computacional GAMESS(http://www.msg.ameslab.gov/gamess/). Inicialmente,fizemos uma otimização da geometria molecular das moléculas de C2H4, C2H6, C3H8 e C4H10. Posterior-mente, calculamos os modos vibracionais de cada umadelas e comparamos com os dados experimentais.

Resultados/Discussão A taxa de aniquilação de um feixe monoenergético de pósitronsEm um gás de moléculas é proporcional a um fator adimensional chamado parâmetro de aniquilação (Zeff), que está relacionado àprobabilidade do pósitron e do elétron se encontrarem na mesmaposição. A seguir, mostramos os dados experimentais para a molécula C2H4 e retas relacionadas aos modos vibracionais.

Conclusões Podemos observar que há uma clara relação entre modosvibracionais e picos no parâmetro de aniquilação. Ainda ficamais claro que os maiores picos estão relacionados à modosativos no infra-vermelho em comparação a modos inativos noinfra-vermelho.

Referências:P. W. Atkins; Quantum Mechanics.Attila Szabo e Neil S. Ostlund; Modern QuantumChemistry.Phys Rev A 67.032706Phys Rev lett., 67, 2954 (1991)

Taxa de aniquilação de pósitrons (Zeff), para a molécula de dois carbonos etano (C2H4). As linhas verticais mais fortes indicam as energias dos modos vibracionais ativos no infra vermelho e as mais fracas os inativos.