Estudio teórico de la estructura vibrónica y rovibrónica de la transición electrónica A2Π−X2Σ+ del CaH

Abstract

En el presente Trabajo de Fin de Grado se ha realizado el estudio teórico de la estructura vibracional y rotacional de la transición electrónica A2π−X2Σ + de la molécula CaH, cubriendo la región espectral entre 12000 cm-1 y 16000 cm-1. El papel relevante que el CaH desempeña en los espectros de atmósferas estelares, así como su posible presencia en exoplanetas, han resultado factores cruciales a la hora de elegir este sistema molecular para su estudio. Se han determinado las energías vibracionales y rotacionales de los niveles implicados en las transiciones estudiadas. Utilizando un potencial de Morse, se han construido las curvas de energía potencial del estado fundamental X2Σ + y del estado Rydberg A2Π, y se han calculado los factores de Franck Condon para las bandas A2Π (v’=0-10)−X2Σ + (v’’=0-10). A partir de estos datos, se han calculado fuerzas de oscilador vibrónicas de dichas bandas, así como los tiempos de vida de los niveles v’=0-10 del estado Rydberg A2Π. Para ello, se ha utilizado la metodología Molecular de Orbitales de Defecto Cuántico (MQDO), que ha demostrado proporcionar resultados muy precisos en estudios previos similares. La banda A2Π(v’=0)−X2Σ + (v’’=0) del CaH se ha detectado en diversos espectros de manchas solares, en enanas marrones y en atmósferas planetarias. Dada su importancia, en este trabajo se han calculado también probabilidades de transición rotacionales de dicha banda, en la forma de fuerzas de oscilador y secciones eficaces de fotoabsorción. A partir de estos últimos datos se ha simulado el espectro rovibrónico de absorción a las temperaturas de 70 K y 1053 K. Los resultados obtenidos se han comparado con los datos experimentales y teóricos disponibles en la bibliografía, con el fin de asegurar la veracidad de este trabajo. Además, se ha logrado aportar un gran número de valores de intensidades absolutas de línea, desconocidos hasta el momento, de gran importancia en la interpretación de las observaciones de diversos objetos astronómicos o en su identificación en otros entornos.