Starkovo širenje linija iona prijelaznih metala u spektrima vrućih zvijezda i bijelih patuljaka

doctoral thesis

• Title (english): Stark broadening of transition metal ion lines in spectra of hot stars and white dwarfs
• Author: Zlatko Majlinger
• Mentor: Vladimir Srećković https://orcid.org/0000-0001-7938-5748 (mentor)
• Mentor: Robert Beuc (mentor); MBZ: 50992
• Committee member: Hrvoje Buljan (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Vernesa Smolčić (član povjerenstva)
• Committee member: Nikša Krstulović (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2023-05-17, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

Starkovo širenje predstavlja dominantan mehanizam širenja spektralnih linija u visokotemperatumoj plazmi. Sudari emitera i apsorbera sa električno nabijenim česticama utječu na profile spektralnih linija plazme, pošto usred cijepanja i pomicanja energijskih nivoa atoma u električnom polju (Starkov efekt) dolazi do širenja i pomicanja linija u spektrima. U ovom radu težište je stavljena na istraživanje zvjezdane plazme, iako se rezultati mogu upotrijebiti i u proučavanju laboratorijske plazme. Razmotrena je važnost Starkovog širenja spektralnih linija za analizu, interpretaciju i sintezu zvjezdanih spektara, dijagnostiku, analizu i modeliranje zvjezdane plazme kao i značenje ovakvih rezultata za istraživanja laboratorijske, fuzijske i tehnoloških plazmi ili u laserskoj fizici. Cilj rada je određivanje do sada nepoznatih parametara Starkovog širenja za spektralne linije prijelaznih metala I lantanida koji ne postoje u literaturi, odnosno koji do sada nisu niti izmjereni laboratorijskim metodama niti teorijski određeni, i to za ione sa jednostrukim električnim nabojem (Co II), dvostrukim električnim nabojem (Lu III) i trostrukim električnim nabojem (Zr IV), u svrhu proučavanja utjecaja širenja linija na spektre vrućih zvijezda i bijelih patuljaka. Proračun je vršen modificiranom semiempirijskom metodom (MSE), koja kao ulazne podatke koristi uglavnom dostupne atomske parametre o elektronskim prijelazima na temelju kojih nastaju spektralne linije. Dobiveni rezultati također su korišteni da bi se provjerila svojstvo regularnosti i sustavnog trenda koje je još ranije uočeno na prethodnim vrijednostima Starkovih širina, u svrhu otkrivanja novih aproksimacijskih metoda određivanja parametara Starkovog širenja za slučaj kada nisu zadovoljeni uvjeti za korištenje bilo kojih od poznatih teorijskih pristupa.

Abstract (english)

Stark broadening is dominant mechanism of broadening for spectral lines in high-density plasma. Collisions of emitters and absorbers with electrically charged particles influence on spectral line profiles in plasma. Lines in spectra become broadened and shifted because of splitting and shifting the energy levels of atoms in electric field (Stark effect). This work focuses on research of stellar plasma, although the results can be used in a study of laboratory plasma as well. Importance of Stark broadening of spectral lines for analysis, interpretation and synthesis of the star spectra, diagnostics, analysis and modeling of stellar plasma is considered in astrophysics as well, as the significance of these results for laboratory research, e.g. fusion and technological plasma or laser physics. The aim is to determine the previously unknown Stark broadening parameters of the spectral lines of transition metals and lanthanides that do not exist in the literature yet, neither measured by laboratory methods nor theoretically determined, for single electrically charged ions (Co II), double electrically charged ions (Lu III), and h·iple electrically charged ions (Zr IV), in order to study the impact ofline broadening on spectra ofhot stars and white dwarfs. The calculations are done by using of modified semiempirical method (MSE, Dimitrijević and Konjević, 1980), where mostly available atomic parameters of the electronic transitions causing spectral lines fonnation are used as input. The results were also used to check the property of regularity and systematic trend that had earlier observed in the previous Stark width values, in order to detect new approximation methods of determining the Stark broadening parameters in the case when conditions for use of any of known theoretical approaches are not satisfied.

• Keywords: Starkovo širenje; spektralne linjje; linijski profili; ionski spektri; prijelazni metali; elementi rijetkih zemalja; određivanje zastupljenosti; A zvijezde; bijeli patuljci; Zr IV; Lu III; Co II
• Keywords (english): Stark broadening; spectral lines; line profiles; ionic spectra; transition metals; rare earth elements; abundance determination; A stars; white dwarfs; Zr IV; Lu ill; Co II
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:193662
• Promotion: 2023
• Study programme: Title: Physics; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2023-10-02 12:57:02