Application des sections efficaces au calcul de l’élargissement des raies spectrales par les collisions dans les plasmas

Abstract

Dans ce travail, nous avons calculé la partie réelle de l’opérateur de collision électronique responsable de l’élargissement des raies spectrales par les collisions faibles (la partie imaginaire est responsable au déplacement), pour des différents potentiels d’interactions ; à savoir : Coulomb, Debye, potentiel de Deutsch dans le cadre de l’approximation d’impact d’un ion hydrogénoïde sans structure fine, et pour une interaction dipolaire. Pour procédé nous avons appliqué une moyenne sur la position des électrons perturbateurs pour les angles de diffusion au lieu d’une moyenne sur le paramètre d’impact, cela a été possible suite à la relation classique entre le paramètre d’impact et la section efficace de diffusion. Pour introduire les potentiels cités auparavant dans la formule de l’opérateur de collision électronique, nous avons calculé les sections efficaces dans le premier ordre de l’approximation de Born. En premier lieu, nous avons appliqué le potentiel de Coulomb (qui donne la formule de Griem) ; ensuite le potentiel de Deutsch dans des conditions de densité Ne [1022 − 1024cm−3], et enfin le potentiel de Debye qui prend en considération les effets d’écrans. En deuxième lieu nous avons appliqué des modifications dans les formules précédentes pour des températures extrêmes (T > 109K) valable pour l’apparition des effets relativistes des électrons perturbateurs. Nous avons appliqué une moyenne sur les vitesses par la distribution de Jûttner et une masse relativiste des électrons perturbateurs. Les calculs ont été effectués pour différentes valeurs de température et de densité avec une comparaison avec les travaux théoriques de Griem. Les résultats obtenus ont montré que les profils de raie sont très sensibles à la variation de la température et de la densité. Dans la deuxième partie de la thèse nous avons appliqué les résultats de la paramétrisation de la trajectoire relativiste de l’électron perturbateur pour calculer les sections efficaces inélastiques. Ces sections efficaces sont exprimées en termes de la trajectoire de l’électron perturbateur ; pour le terme dipolaire de potentiel d’interaction et un développement au premier ordre de la série de la matrice de transition. Les résultats obtenus sont utiles pour le calcul de l’élargissement Stark électronique.