Estudo da Cisão de Agregados Metálicos

Abstract

Neste trabalho estudámos alguns aspectos da cisão de agregados metálicos usando essencialmente modelos e métodos da Física Nuclear, como o Modelo da Gota Líquida e o Método de Correcção de Camadas de Strutinsky, e da Física do Estado Sólido, como o Modelo de Geleia. Estas ferramentas conceptuais, apesar de simples, permitem-nos obter uma imagem relativamente fiável do fenómeno em estudo com um custo computacional modesto. No quadro da Teoria dos Funcionais da Densidade, usámos os Modelos de Geleia e da Geleia Estabilizada para resolver as equações de Kohn-Sham para agregados esféricos. Resolvemos estas equações para agregados de sódio e alumínio, tanto neutros como carregados. Com os resultados obtivemos calores de reacção para a fragmentação de pequenos agregados (contendo até 30 átomos). Em estreita analogia com a Física Nuclear, estudámos ainda alturas de barreiras de cisão para vários sistemas, neutros e carregados. No quadro do Modelo da Gota Líquida, estudámos a dependência da altura da barreira de cisão em relação às assimetrias de massa e de carga. Determinámos a fissibilidade para a qual ocorre a transição de reacções simétricas para assimétricas (o chamado ponto de Bussinaro-Gallone). Conseguimos ainda prever correctamente os nœmeros críticos para os agregados de metais alcalinos. Estudámos as barreiras de cisão em todos os canais de decaimento de agregados de sódio e alumínio duplamente carregados, contendo até 30 átomos, usando o Método de Correcção de Camadas com o potencial do duplo oscilador harmónico assimétrico. Mostrámos que as correcções de camadas podem alterar substancialmente a configuração da barreira de cisão fornecida pelo Modelo da Gota Líquida. Verificámos que este método é capaz de reproduzir, com razoável precisão, as barreiras de cisão obtidas por métodos auto-consistentes. Finalmente, levantámos a condição da densidade iónica fixa para estudar a física da auto-compressão e auto-expansão de agregados de sódio e alumínio. Verificámos que os agregados neutros mostram uma densidade iónica mais elevada do que no sólido, e que, ao introduzir carga, a densidade diminui em geral, até se atingir um ponto onde o sistema deixa de existir ligado (exploso coulombiana). Foi efectuada uma comparação entre os resultados do Modelo da Geleia Estabilizada e um modelo atomístico simples, o Modelo da Média Esférica do Pseudopotencial. Constatámos um bom acordo entre ambos os modelos na descrição do fenómeno da auto-expansão de agregados carregados.