autoionisaatio

Autoionisaatio on ilmiö, jossa usean elektronin järjestelmä (atomi, ioni tai molekyyli) ionisoituu ilman ulkoisen energiansyötön jatkuvaa lisäenergiaa. Käytännössä kyse on tilasta, jossa kaksi tai useampi elektroni on virittyneenä korkeimpiin energioihin, ja tällainen kaksisesti viritetty tila sijaitsee ionisaatiotason yläpuolella. Tilaa pidetään epävakaa- ja se voi hajota poistamalla elektronin, jolloin syntyy vapaa elektron ja jäljelle jäänyt ioni.

Autoionisaatio on erittäin nopea prosessi; aikaviiveet ovat tyypillisesti 10^-16–10^-12 sekuntia. Sen mekanismi perustuu elektronien väliseen vuorovaikutukseen siten, että diskreetti tila sekoittuu ionisaation continuum-tiloihin ja tarjoaa väylän, jolla energia voidaan siirtää pois järjestelmästä ilman ulkoista sähköfotonin lisäenergiaa.

Ilmiö on erityisen tärkeä fotoni-ionisaatiossa, jossa järjestelmän voi siirtää suoraan continuum-tilaan (välitön ionisaatio) tai ensiksi saavuttaa autoionisoivan tilan ja hajota siitä vapauttamaan elektronin. Näiden kahden polun välissä syntyy interferenssi, jonka seurauksena ionisointikurvi ja absorptiospektri voivat saada epäsymmetrisen, kapean resonanssin – ilmiötä kutsutaan yleisesti Fano-resonanssiksi.

Autoionisaatiota havaitaan useissa järjestelmissä, erityisesti inerteillä ja kevyillä alkuaineilla kuten heliumissa sekä argonissa. Se vaikuttaa valon spektrien tulkintaan UV- ja röntgensäteillä sekä on tärkeä osa monien astrofysikaalisten ja plasmafysikaalisten ilmiöiden kirjoa.