Fenómenos no lineales en la interacción de cargas con la materia

Abstract

En este trabajo presentamos algunos aspectos teóricos de los fenómenos no lineales en la interacción de cargas con metales homogéneos, de tres y dos dimensiones; la reciente realización experimental de los sistemas electrónicos bidimensionales ha motivado una gran actividad en su estudio. La aproximación lineal queda justificada cuando la perturbación ejercida por la carga externa en el metal es pequeña. Sin embargo, recientes experimentos han demostrado la necesidad de estudiar la contribución no lineal para explicar algunos fenómenos. La aplicación de la teoría cuántica de muchos cuerpos nos ha permitido evaluar la función de respuesta cuadrática en la aproximación de fases aleatorias (RPA) para ambas dimensiones. Esta función es el ingrediente fundamental en el desarrollo de la contribución cuadrática al potencial inducido y a la pérdida de energía de una partícula externa como consecuencia de su interacción con el medio, observando importantes diferencias con respecto a la dimensionalidad del sistema electrónico. Por otro lado, el potencial inducido en la presencia de superficies desempeña un papel importante en el entendimiento de diversos fenómenos que tienen lugar en las colisiones de iones con la superficie. La rotura de simetría traslacional que implica la superficie complica su cálculo, de modo que resulta imprescindible la elaboración de modelos simplificados. En este trabajo hemos desarrollado el modelo hidrodinámico, tanto en su aproximación semiclásica como cuántica, lo cual nos posibilita abordar, por primera vez, la dificultad que implica la combinación de los dos problemas que analizamos, la superficie y los fenómenos no lineales. En particular, hemos evaluado la probabilidad de excitar plasmones de volumen, localizados en el interior del metal, aún cuando la partícula no penetre en él. El estudio de la contribución lineal y cuadrática al potencial inducido, nos permite