Atomien ja pienten molekyylien fotoionisaation ja purkautumisen kokeellisia tutkimuksia

Atomit ovat oleellinen osa nykyaikaista tieteellistä käsitystämme maailmasta ja useat aineen makroskooppiset ominaisuudet määräytyvät atomien elektroniverhon rakenteesta. Saamme tietoa elektroniverhosta säteilyttämällä atomeja valolla ja havaitsemalla niistä irtautuvia elektroneja. Tällaista kokeellisen fysiikan menetelmää kutsutaan elektronispektroskopiaksi ja se on laajasti käytössä oleva tekniikka monilla aloilla lääketieteestä materiaalitutkimukseen.

Väitöstyön tavoitteena oli laajentaa elektronispektroskopian mahdollisuuksia tutkimalla useita prosesseja, jotka tapahtuvat vain hyvin pienillä todennäköisyyksillä. Tällaiset prosessit auttavat ymmärtämään atomeja ja elektroneja sekä teoreettiselta että kokeelliselta kannalta.

Tutkimustyötä varten Oulussa tehtiin erityinen elektronispektrometri, magneettipullolentoaikaspektrometri. Laitteistoa käytettiin mittauksissa MAX IV – synkrotronisäteilylaitoksessa Lundissa, Ruotsissa. Samantyyppistä laitteistoa käytettiin myös SOLEIL-synkrotronilla Pariisissa, Ranskassa, jossa osa mittauksista tehtiin.

Tutkimustyön tuloksena kryptonatomien erääseen pääionisaatiosiirtymään liittyvien hyvin heikkojen siirtymien syntymekanismeja saatiin selvitettyä. Dityppioksidimolekyyliin liittyvässä tutkimuksessa selvitettiin erään varauksensiirtoprosessin todennäköisyyden yläraja. Argonjalokaasusta tutkittiin kokeellisesti ja laskennallisesti niin sanottujen sisäkuoren kaksoisaukkotilojen purkautumista, sillä nämä tilat ovat kiinnostavia sekä teoreettiselta kannalta että myös entistä tarkemman kemiallisen analyysin vuoksi.