Equilibrio químico en un gas de hidrógeno magnetizado

Abstract

Se estudian los equilibrios de ionización y disociación del hidrógeno en condiciones típicas de enanas blancas magnéticas. La poblaciones se obtienen por minimización de la energía libre de Helmholtz total del gas, que incluye las contribuciones de electrones libres y de varias especies atómicas y moleculares (H, H⁺, H⁻,. H₂, H₂⁺). Se toman en cuenta los efectos del campo magnético sobre los modos de energía traslacionales e internos de todas las partículas. La evaluación de la función de partición vibro-rotacional de moléculas incluye promediaciones sobre distintas orientaciones del campo. El modelo permite evaluar las poblaciones de las distintas especies para valores arbitrarios de temperatura, densidad del gas e intensidad del campo magnético (hasta 10⁹ G).

We study the equilibrium of the ionization and dissociation of hydrogen in typical conditions of magnetic white dwarfs. Populations are obtained by the total Helmholtz free energy minimization of the gas, which includes contributions of free electrons and different atomic and molecular species (H, H⁺, H⁻, H₂, H₂⁺). We take into account the effects of the magnetic field over traslational and internal energy modes of all the particles. The evaluation of the vibro-rotational partition function for molecules, includes an averaging over different field orientations. This model allows to evaluate populations of the different species for arbitrary values of temperature, gas density and magnetic field intensity (up to 10⁹ G).