Mathematical methods in atomic physics = Métodos matemáticos en física atómica

Los problemas de dispersión de partículas, como son los de dos y tres cuerpos, tienen una relevancia crucial en física atómica, pues permiten describir diversos procesos de colisiones. Hoy en día, los casos de dos cuerpos pueden ser resueltos con el grado de precisión numérica que se desee. Los problemas de dispersión de tres partículas cargadas son notoriamente más difíciles pero aún así algo similar, aunque en menor medida, puede establecerse. El objetivo de este trabajo es contribuir a la comprensión de procesos Coulombianos de dispersión de tres cuerpos desde un punto de vista analítico. Esto no solo es de fundamental interés, sino que también es útil para dominar mejor los enfoques numéricos que se actualmente se desarrollan dentro de la comunidad de colisiones atómicas. Para lograr este objetivo, proponemos aproximar la solución del problema con desarrollos en series de funciones adecuadas y expresables analíticamente. Al hacer esto, desarrollamos una serie de herramientas matemáticas relacionadas con funciones Coulombianas, ecuaciones diferenciales de segundo orden homogéneas y no homogéneas, y funciones hipergeométricas en una y dos variables. En primer lugar, trabajamos con las funciones de onda Coulombianas radiales y revisamos sus principales propiedades. Así, extendemos los resultados conocidos para dar expresiones analíticas de los coeficientes asociados al desarrollo, en serie de funciones de tipo Laguerre, de las funciones Coulombianas irregulares. También establecemos una nueva conexión entre los coeficientes asociados al desarrollo de la función Coulombiana regular y los polinomios de Meixner-Pollaczek. Esta relación nos permite deducir propiedades de ortogonalidad y clausura para estos coeficientes al considerar la carga como variable. Luego, estudiamos las funciones hipergeométricas de dos variables. Para algunas de ellas, como las funciones de Appell o las confluentes de Horn, presentamos expresiones analíticas de sus derivadas respecto de sus parámetros. También estudiamos un conjunto particular de funciones Sturmianas Generalizadas de dos cuerpos construidas considerando como potencial generador el potencial de Hulthén. Contrariamente al caso habitual, en el que las funciones Sturmianas se construyen numéricamente, las funciones Sturmianas de Hulthén poseen forma analítica. Sus propiedades matem´aticas pueden ser analíticamente estudiadas proporcionando una herramienta única para comprender y analizar los problemas de dispersión y sus soluciones. Además, proponemos un nuevo conjunto de funciones a las que llamamos funciones Quasi-Sturmianas. Estas funciones se presentan como una alternativa para expandir la solución buscada en procesos de dispersi´on de dos y tres cuerpos. Se definen como soluciones de una ecuación diferencial de tipo-Schrödinger, no homogénea. Por construcción, incluyen un comportamiento asintótico adecuado para resolver problemas de dispersión. Presentamos diferentes expresiones analíticas y exploramos sus propiedades matemáticas, vinculando y justificando los desarrollos realizados previamente. Para finalizar, utilizamos las funciones estudiadas (Sturmianas de Hulthén y Quasi-Sturmianas) en la resolución de problemas particulares de dos y tres cuerpos. La eficacia de estas funciones se ilustra comparando los resultados obtenidos con datos provenientes de la aplicación de otras metodologías.

Author dc:creator

• Del Punta, Jessica A.

Advisors dc:contributor.advisor

• Gasaneo, Gustavo
• Ancarani, Lorenzo Ugo

• Física
• Three-body problem
• Sturmian functions
• Hypergeometric functions
• Coulomb problems

Statement dc:rights

• Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 (CC BY-NC-ND 4.0)

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

eng

Dc Identifier Other

2017-1492

OAI identifier oai:identifier

oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/3394