Ljus som interagerar med väteatomer inneslutna i ihåliga burar som består av kolatomer - kallat fullerenmaterial - producerar jonisering. Detta fenomen, som har varit föremål för intensiv teoretisk granskning, är särskilt intressant eftersom ljusstrålarna kan ha dramatiska effekter för att framkalla små externa energipotentialer. Specifikt, de förändrar de strukturella och dynamiska egenskaperna hos atomerna som är begränsade i fullerenmolekylen. Ana Frapiccini från forskningscentret CONICET vid Universidad Nacional del Sur, i Bahía Blanca, Argentina, och kollegor har just publicerat en studie i EPJ D. förklarar teorin bakom joniseringen. Tillämpningar av denna process inkluderar läkemedelsleverans, kvantberäkning, solceller och vätelagring.

I den här studien, författarna har utvecklat en metod för att lösa Schrödinger -ekvationen som beskriver beteendet, över tid, av en atom som interagerar med en extern ljuspuls. Detta ger en teoretisk beskrivning av hur yttre ljusstrålar påverkar energinivåerna i väteatomerna som fångas inuti fullerenerna. Genom att lösa ekvationen, författarna har framgångsrikt förvandlat problemet till en mycket enklare ekvation, som står för ljusets spridningseffekt på de fångade atomerna.

Således, de vände sitt försök att komma fram till en teoretisk förståelse av jonisering till en studie av en enklare semi -empirisk modell av energipotentialerna - som är lokala, sfäriskt symmetrisk, och anses vara konstant.

Frapiccini och kollegor avslöjar således i denna studie viktiga aspekter av joniseringsprocessen på atomer som är fångade i en fullerenmolekyl. Författarna testar sedan sin teori med hjälp av en applikation baserad på att studera påverkan av inneslutning av en väteatom i fullerenburar av två olika storlekar; nämligen C36 och C60. De drar slutsatsen att fullerenburen fungerar som en fångare för elektronen, som joniseras inuti buren, när den utsätts för en laserpuls med samma intensitet som skillnaden mellan de lägre energinivåerna.