X.24.5 Perturbarea mecanică a stărilor PE legate

Până acum am discutat despre perturbarea stării unei PE legate, provocată de un flux fotonic. Să ne gândim că un atom complet care are toate elementele sale de model, adică nu este nici măcar parţial disociat (ionizat) este neutru din p.d.v. electric, ceea ce înseamnă că al său câmp electric exterior este nul (practic începând de la câteva raze Van der Waals de la centrul atomului, până la infinit). Acest lucru mai înseamnă că din p.d.v. electric, doi atomi neutri nu interacţionează absolut deloc dacă ei se află la o distanţă peste această limită, şi dacă neglijăm interacţiunea gravitaţională, cei doi atomi pot fi consideraţi izolaţi. Fiind izolaţi, presupunând că au o energie cinetică iniţială şi având toate gradele de libertate, pentru a fi menţinuţi într-un volum dat trebuie să existe o barieră care să-i întoarcă din drum când o ating (o SRS) şi astfel cei doi atomi vor forma un sistem G. Pe lângă interacţiunea cu bariera de menţinere (pe care o neglijăm pe moment) există o probabilitate diferită de zero ca cei doi atomi să-şi intersecteze traiectoriile, adică să se ciocnească. Ei bine, tocmai această ciocnire o aşteptam !

Cu scuzele de rigoare pentru aspectul plicticos şi tipicar, va trebui să analizăm mai în detaliu tocmai acest proces de ciocnire a doi atomi neutri şi veţi vedea că rezultatul acestei analize merită efortul. Presupunem pentru simplitate că cei doi atomi sunt identici şi aparţin unui gaz inert (adică nu formează sisteme moleculare în urma ciocnirii), că vitezele înainte de ciocnire sunt egale şi de sensuri opuse, şi că ciocnirea este axială. Aşa cum spuneam mai sus, până când atomii neutri nu ajung la o distanţă de ordinul câtorva raze Van der Waals (cca 10^-5 m), interacţiunea lor este neglijabilă, dar odată cu apropierea sub această distanţă începe să se manifeste câmpul electric (rezidual) al electronilor din compunerea păturilor exterioare ale ambilor atomi. Este însă prea târziu, cei doi atomi cu energiile lor cinetice de translaţie (pentru ciocnire doar acestea contează) îşi vor fi întrepătruns deja suprafeţele lor de separaţie formate exclusiv din fluxurile electronilor păturilor exterioare. Această pătrundere a celor două medii electronice unul în altul are loc până când fluxul coerent cinetic (impulsul) iniţial al atomilor este transformat total în flux stocastic (de comprimare, fără componentă T) a elementelor celor doi atomi, moment în care cei doi atomi rămân imobili şi perplecşi (#), urmând ca apoi fluxurile stocastice înmagazinate în cei doi atomi să se transforme iar în fluxuri cinetice (coerente), cei doi atomi mişcându-se pe direcţii opuse celor iniţiale. Dar stimate cititor, întrepătrunderea forţată a celor două medii electronice înseamnă un adevărat dezastru pentru sincronismul de care vorbeam mai sus al PE aflate pe orbitalii fundamentali, fiecare electron implicat în ciocnire trebuind să absoarbă o parte a fluxului cinetic atomic. După terminarea ciocnirii, pentru revenirea la starea fundamentală, fiecare din aceşti electroni perturbaţi va emite un foton; şi pentru că porţia de FE primită de fiecare nu este aceeaşi, şi fotonii emişi vor avea frecvenţe diferite şi direcţii diferite de emisie. Iată aşadar că la o ciocnire între doi atomi, fie ea şi "perfect elastică" aşa cum este considerată ciocnirea dintre doi atomi de gaz inert, pe lângă fluxurile cinetice implicate în ciocnire mai apar şi două jerbe de diferiţi fotoni (emişi de ambii atomi).

Ei bine, aceşti fotoni formează conform filosofiei obiectuale clasa fotonilor termici, un tip de fotoni atomici produşi nu prin excitare fotonică ci prin excitare "mecanică", în urma unor procese de ciocnire, vibraţie, în general de mişcare relativă a unui atom faţă de vecinii săi, cu urmări asupra stării mediului electronic periferic al atomilor, sau al sistemelor formate din atomi, procese care duc la perturbarea reciprocă a stării electronilor de pe păturile exterioare ale atomilor.