elektronrecombinasjon

Elektronrekombinasjon er en atomfysisk prosess der et fritt elektron rekombinerer med et positivt ion, slik at ionets ladning reduseres og et nøytralt eller lavere ladd tilstand dannes. Oftest frigjøres energien som foton i form av bånd- eller linjeemisjon. Prosessen er viktig for å forklare ioniseringen og termisk balanse i mange plasmasystemer, fra stjerne- og galakseatmosfærer til laboratorieplasmer.

Radiativ rekombinasjon skjer når et fritt elektron fanger inn i en bundet tilstand til ionet, og energi frigjøres som foton. Denne mekanismen dominerer i lav tetthet plasmer og bidrar til karakteristiske emisjonslinjer, som hydrogenrekombinasjonslinjer i H II-områder. Rekombinasjonshastigheten avhenger av temperatur og iontype og inngår i modeller av ioniseringsbalansen i astrofysiske plasmer.

Dielektrisk rekombinasjon innebærer at et fritt elektron fanger inn og samtidig excite- rer et annet elektron i ionet, slik at en midlertidig dobbelteksitert tilstand dannes. Denne tilstanden stabiliseres ved utsending av foton. Dielektrisk rekombinasjon er spesielt viktig i varmt plasma med høy ionladning og gir ofte store resonansbidrag til rekombinasjonshastigheten.

Tre-kropps rekombinasjon opptrer ved høye tettheter, når et tredje partfartøy fjerner overskuddsenergi og hjelper til med rekombinasjonen. Denne mekanismen er mest relevant i svært tette plasmer og i spesielle astrofysiske og laboratoriemiljøer.

Betydning: Elektronrekombinasjon bestemmer ioniseringsbalansen, påvirker kjøling og gir observerbare emisjonslinjer. Nøyaktige rekombinasjonshastigheter er essensielle for modellering av plasmasammensetning i H II-områder, planetary nebulae og interstellar medium, samt i fusjonsplasmaer og laboratorieeksperimenter. Forskning kombinerer teoretiske beregninger og eksperimentelle målinger, og data samles i databaser for bruk i modeller og tolkning av spektra.