CHARGE EXCHANGE IN LABORATORY AND ASTROPHYSICAL PLASMAS

Résumé
De récentes expériences menées sur des plasmas de tokamaks démontrent que les échanges de charges se manifestent dans une grande variété de situations. On réalise maintenant que des échanges de charges impliquant les états excités de l'hydrogène doivent être pris en considération : ces réactions représentent un défi pour la physique atomique, la modélisation détaillée du plasma et les diagnostics quantitatifs. Des échanges de charges entre ions peuvent dans certains cas modifier l'état du gaz et produire une émission spécifique. Les échanges de charges ont une influence important sur l'équilibre d'ionisation de nombreux ions dans les plasmas coronaux tièdes aussi bien que dans les plasmas photoionisés rencontrés en Astrophysique. Des raies produites par échange de charges ont été découvertes dans le spectre des nébuleuses planétaires et probablement dans celui de la chromosphère solaire. L'introduction des échanges de charges modifie d'anciens points de vue sur la structure de certains objets astrophysiques. Les nébuleuses semblent constituer des "laboratoires" permettant de tester les sections efficaces d'échange de charges théoriques à très basse énergie. Il est suggéré que la détection de certaines raies d'échange de charges dans le spectre solaire fournirait de nouvelles indications sur la dynamique de l'interface entre la chromosphère et la couronne. Il est noté que des échanges de charges entre particules lourdes pourraient avoir des effets significatifs dans le front d'ionisation de certaines nébuleuses.

Abstract
Recent experiments in tokamak plasmas demonstrate that charge exchanges manifest themselves in a wide variety of situations. It is now realized that charge exchanges involving excited states of hydrogen should be considered : these reactions represent a challenge for atomic physics, detailed plasma modeling, and quantitative plasma diagnostics. Charge exchanges between ions can in some cases modify the state of the gas and produce specific emission. Charge exchanges are important for the ionization balance of many ions in either warm coronal plasmas or photoionized plasmas of Astrophysics. Lines produced by charge exchange have been discovered in the spectrum of nebulae and probably the solar chromosphere. Introduction of charge exchanges modifies earlier views about the structure of some astrophysical objects. The nebulae appear as valuable "laboratories" to check theoretical charge exchange cross sections at very low energy. It is suggested that the detection of charge exchange lines in the solar spectrum would provide new insights into the dynamics of the interface between the chromosphere and the corona. It is pointed out that charge exchanges between heavy particles may have significant effects in the ionization front of some nebulae.